Цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр: тодорхойлолт, төрөл, онцлог

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр нь орон нутаг бүрт өөр өөр байдаг. Тиймээс хээр талд салхины хүчийг ашиглах эсвэл түлш, хий шатаасны дараа дулааныг хувиргах нь илүү тохиромжтой. Гол мөрөн байгаа ууланд далан барьж, ус нь аварга том турбинуудыг хөдөлгөдөг. Цахилгаан хөдөлгөх хүчийг бусад байгалийн энергийн зардлаар бараг хаа сайгүй олж авдаг.

Хэрэглээний хүнс хаанаас ирдэг

Цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр нь салхины хүч, кинетик хөдөлгөөн, усны урсгал, цөмийн урвалын үр дүн, хий, түлш, нүүрсний шаталтын дулааны өөрчлөлтийн дараа хүчдэлийг хүлээн авдаг. Дулааны цахилгаан станц, усан цахилгаан станцууд өргөн тархсан. Атомын цахилгаан станцууд ойр орчмын хүмүүст бүрэн аюулгүй биш тул тэдний тоо аажмаар буурч байна.

Химийн урвалыг ашиглаж болно, бид эдгээр үзэгдлийг машины батерей, гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэлд хардаг. Утасны батерей нь ижил зарчмаар ажилладаг. Салхины дефлекторыг цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэрт загвартаа ердийн өндөр чадлын үүсгүүр агуулсан байнгын салхитай газруудад ашигладаг.

Заримдаа нэг станц нь бүхэл бүтэн хотыг тэжээхэд хангалтгүй байдаг.болон цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийг нэгтгэсэн. Тиймээс дулаан орны байшингийн дээвэр дээр нарны зайг суурилуулж, тусдаа өрөөг тэжээдэг. Аажмаар байгаль орчинд ээлтэй эх үүсвэрүүд агаар мандлыг бохирдуулдаг станцуудыг солих болно.

Машинд

Тээвэрлэлтийн батерей нь цахилгаан эрчим хүчний цорын ганц эх үүсвэр биш юм. Машины хэлхээнүүд нь жолоодох үед кинетик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргах үйл явц эхэлдэг тул зохион бүтээсэн. Энэ нь генератортой холбоотой бөгөөд соронзон орны дотор ороомогуудын эргэлт нь цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) үүсгэдэг.

Сүлжээнд гүйдэл урсаж, зайг цэнэглэж эхэлдэг бөгөөд үргэлжлэх хугацаа нь хүчин чадлаас хамаарна. Хөдөлгүүрийг ажиллуулсны дараа шууд цэнэглэж эхэлнэ. Өөрөөр хэлбэл, түлш шатаах замаар эрчим хүч үүсдэг. Автомашины үйлдвэрлэлийн сүүлийн үеийн хөгжил нь цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэрийн EMF-ийг замын хөдөлгөөнд ашиглах боломжтой болгосон.

Цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд химийн хүчирхэг батерейнууд нь хаалттай хэлхээнд гүйдэл үүсгэж, тэжээлийн эх үүсвэр болдог. Энд урвуу үйл явц ажиглагдаж байна: EMF нь хөтөч системийн ороомогуудад үүсдэг бөгөөд энэ нь дугуйг эргүүлэхэд хүргэдэг. Хоёрдогч хэлхээний гүйдэл нь хурдатгалын хурд болон машины жинтэй пропорциональ асар том байна.

Соронзтой ороомгийн зарчим

Ороомог дундуур урсах гүйдэл нь ээлжлэн соронзон урсгал үүсгэдэг. Тэрээр эргээд соронзонд хөвөх хүчийг үзүүлдэг бөгөөд энэ нь хүрээг хоёроор албаддагэсрэг туйлтай соронзоор эргүүлэх. Тиймээс цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэрүүд нь автомашины хөдөлгөөний зангилаа болж үйлчилдэг.

Соронзтой хүрээ нь кинетик энергийн улмаас ороомгийн дотор эргэлддэг урвуу процесс нь хувьсах соронзон урсгалыг ороомгийн EMF болгон хувиргах боломжийг олгодог. Цаашилбал, хүчдэлийн тогтворжуулагчийг хэлхээнд суурилуулж, хангамжийн сүлжээний шаардлагатай гүйцэтгэлийг хангадаг. Энэ зарчмын дагуу цахилгаан эрчим хүчийг усан цахилгаан станц, дулааны цахилгаан станцад үйлдвэрлэдэг.

Хэлхээнд байгаа EMF нь энгийн хаалттай хэлхээнд мөн гарч ирдэг. Энэ нь дамжуулагчийн боломжит зөрүүг хэрэглэсэн тохиолдолд оршино. Эрчим хүчний эх үүсвэрийн шинж чанарыг тодорхойлохын тулд цахилгаан хөдөлгөгч хүч хэрэгтэй. Энэ нэр томъёоны физик тодорхойлолт нь иймэрхүү сонсогдож байна: Хаалттай хэлхээний EMF нь дамжуулагчийн бүх биед нэг эерэг цэнэгийг хөдөлгөж буй гадны хүчний ажилтай пропорциональ байна.

Формула E=IR - тэжээлийн эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцэл ба хэлхээний тэжээлийн хэсгийн эсэргүүцлийг нэмсэн үр дүнгээс бүрдэх нийт эсэргүүцлийг харгалзан үзнэ.

Дэд станц суурилуулах хязгаарлалт

Гүйдэл урсаж буй аливаа дамжуулагч нь цахилгаан орон үүсгэдэг. Эрчим хүчний эх үүсвэр нь цахилгаан соронзон долгион ялгаруулагч юм. Хүчтэй суурилуулалт, дэд станц эсвэл генераторын ойролцоо хүний эрүүл мэндэд сөргөөр нөлөөлдөг. Тиймээс орон сууцны ойролцоох барилгын ажлыг хязгаарлах арга хэмжээ авсан.

АсаалттайХууль тогтоох түвшинд цахилгаан объект хүртэлх тогтмол зайг тогтоодог бөгөөд үүнээс цааш амьд организм аюулгүй байдаг. Байшингийн ойролцоо болон хүмүүсийн зам дээр хүчирхэг дэд станц барихыг хориглоно. Хүчтэй суурилуулалт нь хашаа, хаалттай орцтой байх ёстой.

Өндөр хүчдэлийн шугамыг барилгын дээгүүр өндөрт суурилуулж, суурин газраас гаргаж авдаг. Орон сууцны хороолол дахь цахилгаан соронзон долгионы нөлөөг арилгахын тулд эрчим хүчний эх үүсвэрийг газардуулсан металл дэлгэцээр хаадаг. Хамгийн энгийн тохиолдолд төмөр тор ашигладаг.

Хэмжих нэгж

Эрчим хүчний эх үүсвэр ба хэлхээний утга тус бүрийг тоон утгаараа дүрсэлсэн. Энэ нь тодорхой цахилгаан хангамжийн ачааллыг төлөвлөх, тооцоолох ажлыг хөнгөвчилдөг. Хэмжилтийн нэгжүүд нь физик хуулиар харилцан уялдаатай байдаг.

Цахилгааны хангамжийн нэгжүүд дараах байдалтай байна:

• Эсэргүүцэл: R - Ом.
• EMF: E - Volt.
• Реактив ба эсэргүүцэл: X ба Z - Ом.
• Одоогийн: I - Ам.
• Хүчдэл: U - Volt.
• Хүч: P - Ватт.

Цуваа болон зэрэгцээ цахилгаан хэлхээг барих

Хэд хэдэн төрлийн цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэрийг холбосон тохиолдолд гинжин хэлхээний тооцоо илүү төвөгтэй болно. Салбар бүрийн дотоод эсэргүүцэл ба дамжуулагчаар дамжих гүйдлийн чиглэлийг харгалзан үзнэ. Эх үүсвэр бүрийн EMF-ийг тусад нь хэмжихийн тулд та хэлхээг нээж, тэжээлийн батерейны терминалууд дээрх потенциалыг вольтметр төхөөрөмжөөр шууд хэмжих шаардлагатай.

Хэлхээ хаагдах үед төхөөрөмж нь бага утгатай хүчдэлийн уналтыг харуулах болно. Шаардлагатай хоол тэжээлийг авахын тулд олон эх сурвалж ихэвчлэн шаардлагатай байдаг. Даалгавраас хамааран хэд хэдэн төрлийн холболтыг ашиглаж болно:

• Дараалсан. Эх үүсвэр бүрийн хэлхээний EMF-ийг нэмсэн. Тиймээс 2 вольтын нэрлэсэн утгатай хоёр батерейг ашиглах үед тэдгээр нь холболтын үр дүнд 4 В авдаг.
• Зэрэгцээ. Энэ төрөл нь эх үүсвэрийн хүчин чадлыг нэмэгдүүлэхэд ашиглагддаг тул батерейны ашиглалтын хугацаа урт байдаг. Энэ холболттой хэлхээний EMF нь батерейны хүчин чадалтай тэнцүү байх үед өөрчлөгддөггүй. Холболтын туйлшралыг ажиглах нь чухал.
• Хосолсон холболтыг бараг ашигладаггүй ч практикт тохиолддог. Үүссэн EMF-ийн тооцоог хаалттай хэсэг тус бүрээр хийдэг. Салбаруудын гүйдлийн туйл ба чиглэлийг харгалзан үзнэ.

Цахилгааны хангамж ом

Цахилгаан энергийн эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцлийг харгалзан үзэхэд үүссэн EMF-ийг тодорхойлно. Ерөнхийдөө цахилгаан хөдөлгөх хүчийг E=IR + Ir томъёогоор тооцоолно. Энд R нь хэрэглэгчийн эсэргүүцэл, r нь дотоод эсэргүүцэл юм. Хүчдэлийн уналтыг дараах хамаарлын дагуу тооцоолно: U=E - Ir.

Хэлхээнд урсах гүйдлийг бүрэн хэлхээний Ом хуулийн дагуу тооцоолно: I=E/(R + r). Дотоод эсэргүүцэл нь одоогийн хүч чадалд нөлөөлж болно. Үүнээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд эх үүсвэрийг ачааллын дагуу сонгоноДараах дүрэм: эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцэл нь хэрэглэгчдийн нийт эсэргүүцлээс хамаагүй бага байх ёстой. Дараа нь жижиг алдаа гарсан тул түүний утгыг тооцох шаардлагагүй.

Цахилгааны тэжээлийн омыг хэрхэн хэмжих вэ?

Цахилгаан энергийн эх үүсвэр ба хүлээн авагч нь хоорондоо тохирч байх ёстой тул нэн даруй асуулт гарч ирнэ: эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцлийг хэрхэн хэмжих вэ? Эцсийн эцэст та омметрээр тэдгээрт байгаа потенциалтай контактуудтай холбогдож чадахгүй. Асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд үзүүлэлтүүдийг авах шууд бус аргыг ашигладаг - нэмэлт хэмжигдэхүүний утгууд шаардлагатай: гүйдэл ба хүчдэл. Тооцооллыг r=U/I томьёоны дагуу хийсэн ба энд U нь дотоод эсэргүүцэл дээрх хүчдэлийн уналт, I нь ачаалалтай хэлхээний гүйдэл юм.

Хүчдэлийн уналтыг цахилгаан тэжээлийн терминалуудаар шууд хэмждэг. Мэдэгдэж буй R утгатай резисторыг хэлхээнд холбосон. Хэмжилт хийхээс өмнө эх үүсвэрийн EMF-ийг задгай хэлхээ - Е вольтметрээр засах шаардлагатай. Дараа нь ачааллыг холбож, заалтыг тэмдэглэнэ - U ачаалал. болон одоогийн I.

Дотоод эсэргүүцэл дээрх хүссэн хүчдэлийн уналт U=E − U ачаалал. Үүний үр дүнд бид шаардлагатай утгыг тооцоолно r=(E − U ачаалал)/I.