Trydan gyfredol, ffynonellau cyfredol trydan: diffiniad a hanfod

O gwrs ffiseg, mae pawb yn gwybod bod cyfres drydan yn golygu symudiad wedi'i orchymyn cyfarwyddo o ronynnau sy'n cario tâl. Er mwyn ei gynhyrchu, mae maes trydan yn ffurfio yn yr arweinydd. Mae'r un peth yn angenrheidiol er mwyn i'r cyflenwad trydan barhau i fodoli am amser hir.

Gall ffynonellau cyfredol trydan fod:

• Statig;
• Cemegol;
• Mecanyddol;
• Semiconductor.

Ym mhob un ohonynt, gwneir gwaith, lle mae'r gronynnau a godir yn wahanol yn cael eu gwahanu, hynny yw, mae maes trydan y ffynhonnell bresennol yn cael ei greu. Yn gwahanu, maent yn cronni yn y polion, yn y mannau lle mae'r cyflenwyr wedi'u cysylltu. Pan fydd y polion wedi'u cysylltu gan ddargludydd, mae gronynnau â chodi yn dechrau symud a ffurfir trydan gyfredol.

Ffynonellau cyfredol trydan: dyfeisio peiriant trydan

Hyd at ganol yr ail ganrif ar bymtheg, cymerodd lawer o ymdrech i gael cyflenwad trydan. Ar yr un pryd, mae nifer cynyddol o wyddonwyr yn ymdrin â'r mater hwn. Ac Otto von Guericke dyfeisiodd gar trydan cyntaf y byd. Mewn un arbrawf â sylffwr, fe'i toddwyd y tu mewn i bêl gwydr gwag, wedi'i gadarnhau a'i dorri'r gwydr. Cryfhaodd Gerike y bêl fel y gellid ei droi. Gan ei gylchdroi a phwyso darn o ledr, derbyniodd sbardun. Roedd y ffrithiant hwn yn hawsu'r ffaith bod trydan yn cael ei dderbyn yn y tymor byr. Ond datryswyd problemau mwy anodd yn unig gyda datblygiad pellach gwyddoniaeth.

Y broblem oedd bod prisiau Gerica yn diflannu'n gyflym. Er mwyn cynyddu hyd y ffi, gosodwyd y cyrff mewn llongau caeedig (poteli gwydr), ac roedd y deunydd trydanol yn ddŵr gydag ewinedd. Cafodd yr arbrawf ei optimeiddio pan oedd y botel ar y ddwy ochr wedi'i gorchuddio â deunydd dargludol (taflenni ffoil, er enghraifft). O ganlyniad, gwnaethom sylweddoli y gallem wneud heb ddŵr.

Coesau broga fel ffynhonnell bresennol

Darganfuwyd ffordd arall o gael trydan gan Luigi Galvani. Fel biolegydd, bu'n gweithio mewn labordy lle bu'n arbrofi â thrydan. Gwelodd broga marw yn torri ei droed pan oedd yn ysgogol o sbardun o'r car. Ond un diwrnod cyflawnwyd yr un effaith yn ddamweiniol, pan oedd y gwyddonydd yn ei gyffwrdd â sgalpel dur.

Dechreuodd edrych am y rhesymau dros ymddangosiad presennol trydan. Roedd ffynonellau presennol trydan, yn ôl ei gasgliad terfynol, yn meinweoedd broga.

Roedd Eidaleg arall, Alessandro Volta, yn profi anghysondeb natur "broga" y presennol. Gwelwyd bod y gyfredol mwyaf yn ymddangos pan gafodd copr a sinc eu hychwanegu at ddatrysiad o asid sylffwrig. Gelwir y cyfuniad hwn yn elfen galfanig neu gemegol.

Ond byddai'r defnydd o offeryn o'r fath i gynhyrchu EMF yn rhy gostus. Felly, roedd gwyddonwyr yn gweithio ar ffordd arall, mecanyddol o dynnu ynni trydanol.

Sut mae generadur confensiynol wedi'i drefnu?

Ar ddechrau'r 19eg ganrif G.H. Darganfu Oersted bod y maes o darddiad magnetig yn ymddangos fel y trosglwyddwyd trwy'r arweinydd ar hyn o bryd. Ychydig yn ddiweddarach, darganfu Faraday, pan fydd y llinellau cae yn croesi'r maes hwn, yn cael ei ysgogi i mewn i'r arweinydd, sy'n achosi cyfoes. Mae EMF yn amrywio yn dibynnu ar gyflymder y symudiad a'r cyflenwyr eu hunain, yn ogystal ag ar gryfder y cae. Wrth groesi cant o linellau o rym yr ail, daeth yr EMF a ysgogwyd yn gyfartal ag un Volt. Mae'n amlwg nad yw cynnal llaw mewn maes magnetig yn gallu cynhyrchu cyflenwad trydan mawr. Dangosodd ffynonellau cerrynt trydan o'r math hwn eu hunain yn llawer mwy effeithlon wrth orffen y gwifren ar coil mawr neu ei gynhyrchu ar ffurf drwm. Rhoddwyd y coil ar y siafft rhwng y magnet a'r dwr cylchdroi neu'r stêm. Mae ffynhonnell gyfredol mecanyddol o'r fath yn gynhenid mewn generaduron confensiynol.

Great Tesla

Mae gwyddonydd dyfeisgar gan Serbia Nikola Tesla, wedi neilltuo ei fywyd i drydan, wedi gwneud llawer o ddarganfyddiadau, a ddefnyddiwn heddiw. Nid yw peiriannau trydanol lluosog , moduron trydan asyncronaidd , trawsyrru pŵer trwy multiphase AC yn holl ddyfeisiadau y gwyddonydd gwych.

Mae llawer o bobl yn siŵr bod y ffenomen yn Siberia, o'r enw meteoryn Tunguska, yn achosi Tesla mewn gwirionedd. Ond, mae'n debyg, un o'r dyfeisiadau mwyaf dirgel yw trawsnewidydd sy'n gallu cael foltedd o hyd at bymtheg miliwn o folt. Anarferol yw ei ddyfais, a chyfrifiadau nad ydynt yn hysbys yn gyfreithiol. Ond yn y dyddiau hynny dechreuon nhw ddatblygu technoleg gwactod, lle nad oedd unrhyw amwysedd. Felly, dyfais y gwyddonydd am yr amser a anghofiwyd.

Ond heddiw, gyda dyfodiad ffiseg damcaniaethol, mae ei waith unwaith eto yn adnewyddu diddordeb. Cydnabuwyd yr ether fel nwy, y mae holl gyfreithiau mecaneg nwy yn berthnasol iddo. O'r fan honno daeth Tesla wych i egni. Mae'n werth nodi bod y theori etherig yn gyffredin iawn yn y gorffennol gan lawer o wyddonwyr. Dim ond gydag ymddangosiad STR - theori arbennig perthnasedd Einstein, lle gwrthododd fodolaeth yr ether - yn anghofio, er na wnaeth y theori gyffredinol a luniwyd yn ddiweddarach ei herio fel y cyfryw.

Ond ar hyn o bryd, gadewch i ni aros yn fwy manwl ar y cyfres drydanol a'r dyfeisiau sy'n hollbresennol heddiw.

Datblygu dyfeisiau technegol - ffynonellau cyfredol

Mae dyfeisiau o'r fath yn trosi gwahanol ynni i mewn i ynni trydanol. Er gwaethaf y ffaith bod dulliau ffisegol a chemegol o gael ynni trydan yn cael eu darganfod lawer yn ôl, cawsant eu lledaenu'n eang yn unig yn ail hanner yr ugeinfed ganrif, pan ddechreuodd electroneg radio ddatblygu'n gyflym. Ail-lenwiwyd y pum pâr galfanig gyda 25 o fathau mwy. Yn ddamcaniaethol, gall y parau galfanig rif nifer o filoedd, gan y gellir sylweddoli ynni am ddim ar unrhyw ocsidydd a lleihau asiant.

Ffynonellau ffisegol cyfredol

Dechreuodd ffynonellau ffisegol presennol ddatblygu ychydig yn hwyrach. Roedd technoleg fodern yn gwneud galwadau cynyddol llym, a chynhyrchwyr thermo- a thermionig diwydiannol yn ymdopi'n llwyddiannus â thasgau cynyddol. Mae ffynonellau ffisegol cyfredol yn ddyfeisiadau lle mae trydan, electromagnetig, mecanyddol ac egni ymbelydredd ymbelydredd a'r pydredd niwclear yn cael eu troi'n drydanol. Yn ychwanegol at yr uchod, maent hefyd yn cynnwys generaduron trydanol MHD, yn ogystal â gweithwyr ar gyfer trawsnewid ymbelydredd solar a pydredd atomig.

Er mwyn na fydd y cerrynt trydan yn yr arweinydd yn diflannu, mae angen ffynhonnell allanol i gynnal y gwahaniaeth posibl ar ddiwedd y dargludydd. I wneud hyn, mae yna ffynonellau ynni sydd â rhywfaint o rym electromotig i greu a chynnal gwahaniaeth posibl. Mae'r EMF o ffynhonnell gyfredol trydan yn cael ei fesur gan y gwaith a gyflawnir wrth gludo'r tâl ychwanegol trwy'r cylched gyfan.

Mae'r ymwrthedd y tu mewn i'r ffynhonnell gyfredol yn ei feintio'n fanwl, gan benderfynu faint o ynni sy'n cael ei golli wrth iddo fynd drwy'r ffynhonnell.

Mae'r pŵer a'r effeithlonrwydd yn gyfartal â chymhareb y foltedd yn y cylched trydanol allanol i'r EMF.

Ffynonellau cemegol cyfredol

Mae ffynhonnell gemegol presennol cylched trydan EMF yn ddyfais lle mae ynni adweithiau cemegol yn cael ei droi'n adweithiau trydanol.

Mae'n seiliedig ar ddau electrod: gostyngiad negyddol wedi'i gyhuddo ac ocsidydd wedi'i gyhuddo'n gadarnhaol sy'n cysylltu â'r electrolyte. Rhwng yr electrodau mae gwahaniaeth posibl, EMF.

Mewn dyfeisiau modern a ddefnyddir yn aml:

• Fel asiant lleihau - plwm, cadmiwm, sinc ac eraill;
• Oxidizer - nicel hydrocsid, plwm ocsid, manganîs ac eraill;
• Electrolyte - atebion o asidau, alcalļau neu halwynau.

Elfennau sych a ddefnyddir yn helaeth o sinc a manganîs. Cymerwch long o sinc (gyda electrod negyddol). Yn y tu mewn, rhowch electrod positif gyda chymysgedd o ddeuocsid manganîs gyda pholdryn glo neu graffit, sy'n lleihau'r gwrthiant. Mae'r electrolyt yn glud o amonia, starts a chyfansoddion eraill.

Yn aml, mae cronni plwm asid yn ffynhonnell gyfredol cemegol eilaidd mewn cylched trydan sydd â phŵer uchel, yn gweithredu'n gadarn ac mae ganddo gost isel. Defnyddir batris o'r math hwn mewn amrywiaeth o feysydd. Yn aml, maent yn ffafrio batris cychwynnol, sy'n arbennig o werthfawr ar gyfer ceir, lle maent yn gyffredinol yn monopolyddion.

Mae batri cyffredin arall yn cynnwys haearn (anode), hydrate nicel ocsid (cathod) ac electrolyte - datrysiad dyfrllyd o potasiwm neu sodiwm. Mae'r deunydd gweithredol yn cael ei waredu mewn tiwbiau nicel dur.

Gwrthododd y defnydd o'r rhywogaeth hon ar ôl tân yn y planhigyn Edison ym 1914. Fodd bynnag, os ydych yn cymharu nodweddion yr ail fathau cyntaf o fatris, mae'n ymddangos y gall gweithrediad nicel haearn fod sawl gwaith yn hirach na asid plwm.

Amseryddion AC a DC

Mae cynhyrchwyr yn ddyfeisiau sydd wedi'u hanelu at drosi ynni mecanyddol yn ynni trydanol.

Gellir cynrychioli'r generadur DC symlaf fel ffrâm a wneir o ddargludydd, a osodwyd rhwng y polion magnetig, a bod y pennau'n gysylltiedig â lledredau unigol (casglwr). Er mwyn i'r ddyfais weithio, mae angen sicrhau cylchdroi'r ffrâm gyda'r casglwr. Yna bydd yn ysgogi cerrynt trydan, gan newid ei gyfeiriad o dan ddylanwad llinellau magnetig o rym. Yn y gadwyn allanol, bydd yn mynd mewn un cyfeiriad. Mae'n ymddangos y bydd y casglwr yn sythu'r gyfredol yn ail, sy'n cael ei gynhyrchu gan y ffrâm. Er mwyn cyflawni cyson ar hyn o bryd, mae'r casglwr yn cael ei wneud o dri deg chwech o blatiau neu fwy, ac mae'r arweinydd yn cynnwys lluosogrwydd o fframiau ar ffurf troelli arllwys.

Ystyried pwrpas y ffynhonnell bresennol yn y cylched trydanol. Byddwn yn darganfod pa ffynonellau eraill sy'n bodoli ar hyn o bryd.

Cylched trydanol: ffynhonnell gyfredol, gyfredol, gyfredol

Mae'r cylched trydanol yn cynnwys ffynhonnell gyfredol sydd, ynghyd â gwrthrychau eraill, yn creu llwybr ar gyfer y presennol. Ac mae cysyniadau EMF, cyfredol a foltedd yn datgelu'r prosesau electromagnetig sy'n digwydd ar yr un pryd.

Mae'r cylched trydan symlaf yn cynnwys ffynhonnell gyfredol (batri, celloedd galfanig, generadur, ac ati), defnyddwyr pŵer (gwresogyddion trydan, moduron trydan, ac ati), yn ogystal â gwifrau sy'n cysylltu terfynellau y ffynhonnell foltedd a'r defnyddiwr.

Mae gan y cylched trydanol rannau mewnol (ffynhonnell pŵer) a rhannau allanol (gwifrau, switshis a switsys cyllell, offer mesur).

Bydd yn gweithio ac yn cael gwerth cadarnhaol dim ond os darperir cylched caeedig. Mae unrhyw doriad yn achosi i'r hyn sy'n digwydd i rwystro llifo.

Mae'r cylched trydanol yn cynnwys ffynhonnell gyfredol ar ffurf celloedd galfanig, electroacwmulators, generaduron electromechanical a thermoelectric, ffotocells ac yn y blaen.

Mae derbynyddion trydan yn moduron trydan sy'n trosi ynni i ddyfeisiau mecanyddol, goleuadau a gwresogi, planhigion electrolysis ac yn y blaen.

Y cyfarpar ategol yw'r cyfarpar ar gyfer newid ac i ffwrdd, dyfeisiau mesur a mecanweithiau diogelu.

Rhennir yr holl gydrannau yn:

• Actif (lle mae'r cylched trydan yn cynnwys ffynhonnell o drydan trydan, moduron trydan, batris, ac ati);
• Yn goddefol (sy'n cynnwys derbynyddion trydanol a gwifrau cysylltu).

Gall y gadwyn fod hefyd:

• Llinol, lle mae gwrthsefyll yr elfen bob amser yn cael ei nodweddu gan linell syth;
• Nonlinear, lle mae'r gwrthiant yn dibynnu ar y foltedd neu'r presennol.

Dyma'r cynllun symlaf, lle mae ffynhonnell bresennol, allwedd, lamp trydan, rheostat yn cael ei gynnwys yn y cylched.

Er gwaethaf y defnydd eang o ddyfeisiadau technegol o'r fath, yn enwedig yn y blynyddoedd diwethaf, mae pobl yn gofyn yn gynyddol am osod ffynonellau ynni amgen.

Amrywiaeth ffynonellau pŵer trydan

Pa ffynonellau trydan sy'n dal i fodoli? Nid yn unig yw'r haul, y gwynt, y ddaear a'r llanw. Maent eisoes wedi dod yn ffynonellau trydanol eraill fel y'u gelwir yn swyddogol.

Rhaid imi ddweud bod llawer o ffynonellau amgen. Nid ydynt yn gyffredin, gan nad ydynt yn ymarferol ac yn gyfleus eto. Ond, pwy sy'n gwybod, efallai y bydd y dyfodol ychydig y tu ôl iddynt.

Felly, gellir cael ynni trydanol o ddŵr halen. Yn Norwy, mae planhigion pŵer eisoes wedi'i sefydlu sy'n defnyddio'r dechnoleg hon.

Gall gorsafoedd trydan hefyd weithredu ar gelloedd tanwydd gyda electrolyt solid ocsid.

Adnabyddir generaduron pitsioellectrig y gwyddys eu bod yn cael ynni oherwydd ynni cinetig (mae llwybrau cerddwyr, plismyn troellog, troelli a hyd yn oed lloriau dawnsio eisoes yn bodoli gyda'r dechnoleg hon).

Mae yna nano-generaduron hefyd, sydd wedi'u hanelu at drosi ynni yn y corff dynol i mewn i un trydanol.

A beth am algae bod tai yn cael eu cynhesu, cleddyfau pêl-droed sy'n cynhyrchu trydan, beiciau sy'n gallu codi teclynnau, a hyd yn oed bapur wedi'i dorri'n fân a ddefnyddir fel ffynhonnell bresennol?

Wrth gwrs, mae rhagolygon enfawr yn perthyn i ddatblygiad egni folcanig.

Hwn i gyd yw realiti heddiw, y mae gwyddonwyr yn gweithio ynddo. Mae'n bosibl y bydd rhai ohonynt yn fuan iawn yn ffenomen gwbl gyfarwydd, fel trydan mewn cartrefi heddiw.

Efallai y bydd rhywun yn datgelu cyfrinachau y gwyddonydd Nikola Tesla, a bydd dynoliaeth yn gallu cael trydan o'r awyr yn rhwydd?