Corrente eléctrica, fontes de corrente eléctrica: definición e esencia

Desde o curso da física, todos saben que unha corrente eléctrica significa un movemento ordenado de partículas que leva unha carga. Para producir isto, forma un campo eléctrico no condutor. O mesmo é necesario para que a corrente eléctrica siga existindo por moito tempo.

As fontes de corrente eléctrica poden ser:

• Estático;
• Química;
• Mecánica;
• Semiconductor.

En cada un deles, o traballo realízase, onde se separan as partículas de carga diferente, é dicir, o campo eléctrico da fonte actual. Separándose, acumulan nos polos, nos lugares onde están conectados os condutores. Cando os polos están conectados por un condutor, as partículas cunha carga comezan a moverse e unha corrente eléctrica está formada.

Fontes de corrente eléctrica: invención da máquina eléctrica

Ata mediados do século XVII, tivo moito esforzo para obter unha corrente eléctrica. Ao mesmo tempo, un número crecente de científicos que tratan este tema. E Otto von Guericke inventou o primeiro coche eléctrico do mundo. Nun experimento con xofre, fundíase dentro dunha bóla de vidro oco, solidificou e esmagou o vaso. Gerike reforzou o balón para que puidese ser torcido. Rotando e presionando unha peza de coiro, recibiu unha faísca. Esta fricción facilitou notablemente o recibo a curto prazo da electricidade. Pero os problemas máis difíciles resolvéronse só co desenvolvemento da ciencia.

O problema era que os cargos de Gerica desapareceron rápidamente. Para aumentar a duración da carga, os corpos foron colocados en vasos pechados (botellas de vidro), eo material electrificado era de auga con un prego. O experimento foi optimizado cando a botella de ambos os dous lados estaba cuberta con material conductor (follas de follas, por exemplo). Como resultado, decatámosnos / decatámonos de que poderiamos facer sen auga.

Patas de rana como fonte de corrente

Outra forma de obter electricidade foi descuberta por Luigi Galvani. Como biólogo, traballou nun laboratorio onde experimentou electricidade. El viu que unha raposa morta cortou o pé cando estaba animado cunha faísca do coche. Pero un día logrouse o mesmo efecto accidentalmente, cando o científico tocouno cun bisturí de aceiro.

Comezou a buscar os motivos da aparición dunha corrente eléctrica. Fontes de corrente eléctrica, segundo a súa conclusión final, atopábanse nos tecidos dunha rana.

Outro italiano, Alessandro Volta, demostrou a inconsistencia da natureza "rana" da corrente. Observouse que a corrente máis grande apareceu cando o cobre e o cinc foron engadidos a unha solución de ácido sulfúrico. Esta combinación chámase elemento galvánico ou químico.

Pero o uso de tal ferramenta para xerar EMF sería demasiado caro. Por iso, os científicos traballaron noutra forma mecánica de extraer enerxía eléctrica.

Como se dispón un xerador convencional?

A principios do século XIX G.H. Oersted descubriu que, como a corrente pasaba polo condutor, aparecía un campo de orixe magnético. Un pouco máis tarde, Faraday descubriu que cando as liñas de campo cruzan este campo, un EMF é inducido no condutor, o que causa unha corrente. O EMF varía segundo a velocidade de movemento e os propios condutores, así como a intensidade do campo. No cruce de cen millóns de liñas de forza por segundo, o EMF inducido tornouse igual a un Volt. Está claro que a condución manual nun campo magnético non é capaz de producir unha gran corrente eléctrica. As fontes de corrente eléctrica deste tipo mostráronse de forma moito máis eficiente co enrolamento do fío nunha bobina grande ou producíndoa en forma de tambor. A bobina colocouse no eixe entre o imán ea auga ou vapor de rotación. Esta fonte de corrente mecánica é inherente aos xeradores convencionais.

Gran Tesla

Un científico enxeñeiro de Serbia Nikola Tesla, dedicando a súa vida á electricidade, fixo moitos descubrimentos, que usamos hoxe. As máquinas eléctricas multifásicas, os motores eléctricos asíncronos , a transmisión de enerxía a través dunha AC multifásica non son todas as invencións do gran científico.

Moita xente está segura de que o fenómeno en Siberia, chamado meteorito de Tunguska, provocou a Tesla. Pero, probablemente, un dos inventos máis misteriosos é un transformador capaz de recibir unha tensión de ata quince millóns de voltios. Non é habitual o seu dispositivo e cálculos que non se coñecen legalmente. Pero naqueles días empezaron a desenvolver tecnoloxía de baleiro, na que non había ambigüidades. Polo tanto, a invención do científico polo tempo esquecido.

Pero hoxe, coa chegada da física teórica, a súa obra renovou de novo o interese. O éter foi recoñecido como un gas, ao que se aplican todas as leis da mecánica do gas. Foi a partir de aí que a gran Tesla sacou enerxía. Cómpre sinalar que a teoría etérea era moi común no pasado entre moitos científicos. Só coa aparición de STR -a teoría especial da relatividade de Einstein, na que negou a existencia do éter- foi esquecida, aínda que a teoría xeral formulada máis tarde non o desafiou como tal.

Pero por agora, vivimos máis detalladamente sobre a corrente eléctrica e os dispositivos hoxe omnipresentes.

Desenvolvemento de dispositivos técnicos - fontes actuais

Tales dispositivos serven para converter a enerxía diferente en enerxía eléctrica. A pesar de que os métodos físicos e químicos para a obtención de enerxía eléctrica foron descubertos hai moito tempo, estes foron ampliamente distribuídos só na segunda metade do século XX, cando a electrónica de radio comezou a desenvolverse rapidamente. Os primeiros cinco pares galvánicos foron reabastecidos con 25 tipos máis. Teoricamente, os pares galvánicos poden numerar varios miles, xa que se pode realizar enerxía libre en calquera axente oxidante e reductor.

Fontes físicas de corrente

As fontes físicas de corrente comezaron a desenvolverse un pouco máis tarde. A tecnoloxía moderna fixo demandas cada vez máis rigorosas e os xeradores termo-térmicos e industriais fixeron fronte ás tarefas crecentes. As fontes físicas de corrente son dispositivos onde a enerxía térmica, electromagnética, mecánica e de radiación de radiación e decadencia nuclear convértese en eléctrica. Ademais do anterior, inclúen tamén xeradores eléctricos, MHD, así como empregados para a conversión de radiación solar e depresión atómica.

Para que a corrente eléctrica no condutor non desapareza, é necesaria unha fonte externa para manter a diferenza de potencial nos extremos do condutor. Para iso, hai fontes de enerxía que teñen certa forza electromotriz para crear e manter unha potencial diferenza. O EMF da fonte de corrente eléctrica medúrase polo traballo realizado ao transportar a máis carga a través de todo o circuíto pechado.

A resistencia dentro da fonte actual caracterízase cuantitativamente, determinando a cantidade de perda de enerxía ao pasar pola fonte.

A potencia e a eficiencia son iguais á relación entre a tensión no circuíto eléctrico externo eo EMF.

Fontes químicas de corrente

A fonte química de corrente no circuíto eléctrico do EMF é un dispositivo onde a enerxía das reaccións químicas convértese en reaccións eléctricas.

Está baseado en dous electrodos: un reductor reducido negativamente e un oxidante cargado positivamente que se comunica co electrolito. Entre os electrodos hai unha diferenza de potencial, EMF.

Nos dispositivos modernos a miúdo utilizados:

• Como axente reductor - plomo, cadmio, cinc e outros;
• Oxidante - hidróxido de níquel, óxido de chumbo, manganeso e outros;
• Electrolito - solucións de ácidos, álcalis ou sales.

Elementos secos amplamente utilizados de cinc e manganeso. Tome un vaso de cinc (cun electrodo negativo). No interior, coloque un electrodo positivo cunha mestura de dióxido de manganeso con carbón ou po de grafito, que reducen a resistencia. O electrolito é unha pasta de amoníaco, amidón e outros compoñentes.

Un acumulador de chumbo ácido adoita ser unha fonte de corrente química secundaria nun circuíto eléctrico que ten un alto poder, funciona de forma estable e ten un baixo custo. As baterías deste tipo úsanse en diversas áreas. A miúdo son preferidos para as baterías de arranque, que son especialmente valiosas para os coches, onde generalmente son monopolistas.

Outra batería común consiste en ferro (ánodo), hidrato de níquel (cátodo) hidratado e electrolito - unha solución acuosa de potasio ou sodio. O material activo está disposto en tubos de aceiro níquel.

O uso desta especie diminuíu despois dun incendio na planta de Edison en 1914. Non obstante, se compara as características do primeiro e segundo tipo de baterías, resulta que o funcionamento do ferro-níquel pode ser varias veces máis longo que o ácido-plomo.

Alternadores AC e DC

Os xeradores son dispositivos destinados a converter enerxía mecánica en enerxía eléctrica.

O xerador de corrente directa máis sinxela pode ser representado como un cadro feito dun condutor, que se colocou entre os polos magnéticos e os extremos estaban conectados a semirings illados (colector). Para que o dispositivo funcione, é necesario asegurar a rotación do cadro co colector. Entón inducirá unha corrente eléctrica, cambiando a súa dirección baixo a influencia das liñas magnéticas de forza. Na cadea externa, irá nunha única dirección. Resulta que o colector endereitará a corrente alterna, que é producida polo cadro. Para conseguir unha corrente constante, o colector está formado por trinta e seis ou máis pratos, eo condutor consiste nunha pluralidade de molduras en forma de bobinado.

Considere o propósito da fonte actual no circuíto eléctrico. Descubriremos o que existen outras fontes de corrente.

Circuito eléctrico: corrente, corrente, fonte de corrente

O circuíto eléctrico consta dunha fonte de corrente que, xunto con outros obxectos, crea unha ruta para o actual. E os conceptos de EMF, corrente e tensión revelan os procesos electromagnéticos que se producen ao mesmo tempo.

O circuíto eléctrico máis simple consiste nunha fonte de corrente (batería, célula galvánica, xerador, etc.), consumidores eléctricos (quentadores eléctricos, motores eléctricos, etc.), así como fíos que conectan os terminais da fonte de tensión e do consumidor.

O circuíto eléctrico dispón dunha parte interna (fonte de alimentación) e externa (fíos, interruptores e interruptores de coitelo, instrumentos de medida).

Funcionará e terá un valor positivo soamente se se fornece un circuíto pechado. Calquera rotura fai que a corrente deixe de fluír.

O circuíto eléctrico consta dunha fonte de corrente en forma de células galvánicas, electroacumuladores, xeradores electromecánicos e termoeléctricos, fotocélulas , etc.

Os receptores eléctricos son motores eléctricos que converten a enerxía en dispositivos mecánicos, de iluminación e calefacción, plantas de electrólise, etc.

Os equipos auxiliares son os aparellos de conmutación e desactivación, dispositivos de medida e mecanismos de protección.

Todos os compoñentes divídense en:

• Activo (onde o circuíto eléctrico consta dunha fonte de corrente eléctrica, motores eléctricos, baterías, etc.);
• Pasivo (que inclúe receptores eléctricos e conexión de fiación).

A cadea tamén pode ser:

• Lineal, onde a resistencia do elemento sempre se caracteriza por unha liña recta;
• Non lineal, onde a resistencia depende da tensión ou da corrente.

Aquí está o esquema máis sinxelo, onde se inclúen unha fonte de corrente, unha chave, unha lámpada eléctrica, un reóstato no circuíto.

A pesar do xeneralizado uso destes dispositivos técnicos, especialmente nos últimos anos, a xente cada vez se pregunta sobre a instalación de fontes de enerxía alternativas.

Diversidade das fontes de enerxía eléctrica

Que fontes de corrente eléctrica aínda existen? Este non é só o sol, o vento, a terra e as mareas. Xa se fan as chamadas fontes alternativas oficiais de electricidade.

Debo dicir que hai moitas fontes alternativas. Non son comúns, porque aínda non son prácticos e convenientes. Pero, quen sabe, quizais o futuro estará detrás deles.

Así, a enerxía eléctrica pode obterse a partir de auga salgada. En Noruega, xa se estableceu unha central eléctrica que usa esta tecnoloxía.

As estacións eléctricas tamén poden funcionar con células de combustible con electrolito de óxido sólido.

Xa se coñecen os xeradores piezoeléctricos coñecidos por recibir enerxía debido á enerxía cinética (camiños peatonales, policías reclinados, torbellinos e mesmo pistas de baile xa existen con esta tecnoloxía).

Hai tamén nano-xeradores, que teñen como obxectivo converter enerxía no corpo humano nunha eléctrica.

E que hai sobre as algas que as casas se quentan, as espadas de fútbol que xeran electricidade, as bicicletas que poden cargar gadgets e ata papel finamente picado utilizado como fonte de corrente?

Por suposto, as grandes perspectivas pertencen ao desenvolvemento da enerxía volcánica.

Toda esta é a realidade de hoxe, sobre a que traballan os científicos. É posible que algúns deles pronto se converterán nun fenómeno completamente familiar, como a electricidade nos fogares hoxe.

Quizais alguén divulgue os segredos do científico Nikola Tesla, e a humanidade poderá recibir fácilmente electricidade do aire?