مصادر الطاقة الكهربائية: الوصف والأنواع والميزات

وتختلف مصادر الطاقة الكهربائية في كل منطقة في الطريقة التي يتم بها الحصول عليها. لذلك، في السهوب، فمن أكثر ملاءمة لاستخدام قوة الرياح أو تحويل الحرارة بعد حرق الوقود والغاز. في الجبال، حيث توجد الأنهار، يتم بناء السدود والمياه في حركة التوربينات العملاقة. يتم الحصول على القوة الكهربائية في كل مكان تقريبا بسبب الطاقات الطبيعية الأخرى.

أين تأتي قوة المستهلكين؟

مصادر الطاقة الكهربائية تلقي الجهد بعد تحويل قوة الرياح، الحركة الحركية، تدفق المياه، نتيجة التفاعل النووي، الحرارة من حرق الغاز، الوقود أو الفحم. تستخدم على نطاق واسع محطات الطاقة الحرارية، محطات الطاقة الكهرومائية. عدد محطات الطاقة النووية يتناقص تدريجيا ليس آمن تماما بالنسبة للأشخاص الذين يعيشون في مكان قريب.

ويمكن استخدام تفاعل كيميائي، وهذه الظواهر نلاحظ في بطاريات السيارات والأجهزة المنزلية. بطاريات للهواتف تعمل على نفس المبدأ. وتستخدم طواحين الهواء في الأماكن ذات الرياح الثابتة، حيث تحتوي مصادر الطاقة الكهربائية في بناء مولد الطاقة العالية التقليدية.

لتشغيل المدينة بأكملها، محطة واحدة في بعض الأحيان ليست كافية، ومصادر الطاقة الكهربائية مجتمعة. لذلك، على أسطح المنازل في البلدان الدافئة، يتم تركيب البطاريات الشمسية، والتي تغذي غرف منفصلة. تدريجيا، ستحل المصادر الصديقة للبيئة محل المحطات التي تلوث الغلاف الجوي.

في السيارات

البطارية على النقل ليست المصدر الوحيد للطاقة الكهربائية. تم تصميم دوائر السيارة بطريقة تجعل عملية تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية تبدأ أثناء الحركة. ويرجع ذلك إلى مولد الذي دوران لفائف داخل المجال المغناطيسي يولد مظهر قوة كهربية (إمف).

يبدأ التيار الشحن في الشبكة، شحن البطارية، ومدة الذي يعتمد على قدرتها. يبدأ الشحن مباشرة بعد بدء تشغيل المحرك. أي أن الطاقة تنتج عن حرق الوقود. أحدث التطورات في صناعة السيارات جعلت من الممكن استخدام مصدر إمف الطاقة الكهربائية لحركة المرور.

وفي السيارات الكهربائية، تنتج البطاريات الكيميائية القوية تيارا في دائرة مغلقة وتعمل كمصدر للطاقة. هنا، لوحظت عملية عكسية: يتم إنتاج إمف في لفائف من نظام محرك الأقراص، مما يسبب عجلات تدور. التيارات في الدائرة الثانوية ضخمة، تتناسب مع سرعة التسارع ووزن السيارة.

مبدأ تشغيل لفائف مع المغناطيس

التيار المتدفق عبر الملف يسبب ظهور تدفق مغناطيسي متناوب. وهو، بدوره، يمارس قوة مكبرة على المغناطيس، مما يسبب الإطار مع اثنين من المغناطيس المختلفة القطبية لتدور. وبالتالي، فإن مصادر الطاقة الكهربائية بمثابة عقدة لحركة السيارات.

عملية عكسية، عندما الإطار مع المغناطيس تدور داخل اللفات، وذلك بسبب الطاقة الحركية يجعل من الممكن لتحويل تدفق المغناطيسي بالتناوب في إمف من لفائف. وعلاوة على ذلك، مثبتات الجهد المثبتة في الدائرة، والتي تضمن المعلمات المطلوبة من شبكة الإمداد. وبموجب هذا المبدأ، يتم توليد الكهرباء في محطات الطاقة الكهرمائية، ومحطات الطاقة الحرارية.

إمف في الدائرة يظهر في الدائرة المغلقة المعتادة. أنه موجود طالما يتم تطبيق الفرق المحتمل على الموصل. وهناك حاجة إلى القوة الكهربائية لوصف خصائص مصدر الطاقة. التعريف المادي للمصطلح يبدو مثل هذا: إمف في دائرة مغلقة يتناسب مع عمل القوى الخارجية التي تتحرك شحنة موجبة واحدة من خلال الجسم كله من الموصل.

الصيغة E = I * R - المقاومة تأخذ في الاعتبار المجموع، التي تشكلت من المقاومة الداخلية لمصدر الطاقة ونتائج إضافة مقاومة قسم تغذية الدائرة.

القيود المفروضة على تركيب المحطات الفرعية

أي موصل، من خلالها التدفقات الحالية، يولد مجال كهربائي. مصدر الطاقة هو باعث الموجات الكهرومغناطيسية. حول المنشآت القوية، في المحطات الفرعية أو بالقرب من مجموعات المولدات، هناك تأثير على صحة الإنسان. ولذلك، اتخذت تدابير لتقييد تشييد الأجسام القريبة من المباني السكنية.

وعلى المستوى التشريعي، تنشأ مسافات ثابتة إلى المرافق الكهربائية، التي يكون الكائن الحي بعدها آمنا. ويحظر بناء محطات فرعية قوية بالقرب من المنازل وعلى طريق الناس. يجب أن يكون للمنشآت القوية أسوار ومداخل مغلقة.

وتتركب خطوط عالية الجهد فوق المباني وتؤخذ من المستوطنات. لاستبعاد تأثير الموجات الكهرومغناطيسية في منطقة سكنية، يتم تغطية مصادر الطاقة بشاشات معدنية مؤرضة. في أبسط حالة، يتم استخدام شبكة الأسلاك.

وحدات القياس

وتوصف كل قيمة لمصدر الطاقة والسلسلة بالقيم الكمية. وهذا يسهل مهمة تصميم وحساب الحمل لطعام معين. وترتبط وحدات القياس بالقوانين الفيزيائية.

يتم تعيين الوحدات التالية لقيم إمدادات الطاقة:

• المقاومة: R - أوم.
• إمف: E هو فولت.
• رد الفعل والمقاومة: X و Z هي أوم.
• الحالي: I - أمبير.
• الجهد: U - فولت.
• الطاقة: P - واط.

بناء مخططات الطاقة التسلسلية والمتوازية

حساب الدائرة معقد إذا تم استخدام اتصال من عدة أنواع من مصادر الطاقة الكهربائية. تؤخذ المقاومة الداخلية لكل فرع واتجاه التيار من خلال الموصلات بعين الاعتبار. لقياس إمف من كل مصدر على حدة، فمن الضروري لفتح الدائرة وقياس إمكانات مباشرة على أطراف بطارية العرض مع الفولتميتر.

عندما يتم إغلاق الدائرة، فإن الجهاز تظهر انخفاض الجهد، وهو من أقل من حجم. وكثيرا ما تكون هناك حاجة إلى مصادر عديدة للحصول على التغذية اللازمة. واعتمادا على المهمة، يمكن استخدام عدة أنواع من التوصيلات:

• متسقة. يتم إضافة إمف من الدائرة من كل مصدر يصل. لذلك، عند استخدام بطاريتين مع القيمة الاسمية من 2 فولت يتم الحصول عليها نتيجة للاتصال 4 V.
• بالتوازي. ويستخدم هذا النوع لزيادة قدرة المصدر، على التوالي، هناك عمر أطول للبطارية. لا تتغير إمف الدائرة مع هذا الصدد في تقييمات البطارية متساوية. من المهم مراقبة قطبية الاتصال.
• نادرا ما تستخدم الاتصالات مجتمعة، ولكن في الممارسة التي تواجهها. يتم إجراء حساب إمف الناتجة عن كل منطقة مغلقة الفردية. تؤخذ في الاعتبار قطبية واتجاه التيار من الفروع.

امدادات الطاقة الأسلاك

تؤخذ المقاومة الداخلية لمصدر الطاقة الكهربائية في الاعتبار لتحديد إمف الناتج. بشكل عام، يتم حساب القوة الكهربائية بواسطة الصيغة E = I * R + I * r. هنا، R هو مقاومة المستهلكين، و r هي المقاومة الداخلية. يتم حساب انخفاض الجهد من العلاقة التالية: U = E - إر.

يتم حساب التيار المتدفق في الدائرة وفقا لقانون أوم للدائرة الكاملة: I = E / (R + r). المقاومة الداخلية يمكن أن تؤثر على التيار. لتجنب ذلك، يتم اختيار المصدر للتحميل وفقا للقاعدة التالية: المقاومة الداخلية للمصدر يجب أن تكون أقل بكثير من إجمالي المقاومة الشاملة للمستهلكين. ثم ليس من الضروري أن تأخذ في الاعتبار حجمها بسبب خطأ صغير.

كيفية قياس أوم من شبكة الإمداد؟

وبما أن مصادر الطاقة الكهربائية ومستقبلاتها يجب أن تنسق، فإن السؤال يطرح على الفور: كيفية قياس المقاومة الداخلية للمصدر؟ بعد كل شيء، أوهميتر لا يتصل اتصالات مع الإمكانيات المتاحة عليها. لحل المشكلة، يتم استخدام طريقة غير مباشرة لأخذ المؤشرات - سوف تكون هناك حاجة لقيم كميات إضافية: التيار والجهد. يتم الحساب من خلال الصيغة ص = U / I، حيث U - انخفاض الجهد على المقاومة الداخلية، وأنا - الحالية في الدائرة تحت الحمل.

يتم قياس انخفاض الجهد مباشرة في أطراف إمدادات الطاقة. ويرتبط المقاوم من الفئة المعروفة R إلى الدائرة، وقبل القياس، فمن الضروري إصلاح إمف للمصدر مع الدائرة المفتوحة - E. ثم قم بتوصيل الحمل وتسجيل القراءات - U من الحمل. والتيار الأول.

انخفاض الجهد المطلوب على المقاومة الداخلية U = E - U تحميل. ونتيجة لذلك، نحسب القيمة المطلوبة r = (E - U تحميل) / I.