Источники энергии
Источники электрической энергии — это гальванические элементы, аккумуляторы, генераторы и другие устройства, в которых происходит процесс преобразования химической, тепловой, механической или другого вида энергии в электрическую.
Источники энергии разделяют на источники тока и источники ЭДС (электродвижущей силы). Под ЭДС понимают работу сторонних сил, присущих источнику, потраченных на перемещение единичного заряда внутри источника от зажима с меньшим потенциалом к зажиму с большим потенциалом.
Все источники энергии называют активными элементами.
Источники электрической энергии в быту — это обыкновенные розетки, куда мы подключаем чайники, кипятильники, стиральные машинки.
Источники электрической энергии делятся:
- Первичные источники электрической энергии – это источники, которые один тип энергии (механическая, тепловая, химическая) преобразуют в электрическую энергию.
- Вторичные источники электрической энергии – это источники, которые преобразуют электрическую энергию от первичных источников в электрическую энергию удобную применения приемником энергии.
Характеристики источников питания
К основным характеристикам источников питания относят:
- Электродвижущую силу. Единица измерения – вольты.
- Внутреннее сопротивление источника ЭДС, Единица измерения – омы.
- Максимально-возможную отдаваемую мощность в цепь, Единицы измерения – ватты.
- Внешняя характеристика источника – это связь между током и напряжением.
Лекции по ТОЭ
- История электротехники
- ТОЭ и электроника
- Основные сведения
- Основные определения
- Топология цепи
- Преобразование цепей
- Элементы электрической цепи
- Режимы работы
- Постояный ток
- Переменный ток
- Постоянный ток
- Переменный ток
- Мощность
- Магнитное поле
- Постоянная МДС
- Переменная МДС
- Ферромагнитные материалы
- Однофазный трансформатор
- Трехфазный трансформатор
- Постоянный ток
- Переменный ток
- Электропривод
- Параметры
- Уравнения
- Схемы замещения
- Фильтры
- Холостой ход
- Короткое замыкание
- Характеристическое сопротивление
- Коэффициент распространения
- Передаточная функция
- Обратные связи
- Общие сведения
- Классический метод
- Операторный метод
- Интеграл Дюамеля
- Основная литература
- Дополнительная литература
- Сборники задач
Для чего предназначен источник электрической энергии
-
- Политика
- ВМФ
- Украина
- ВМС США
- ВМС Европы
- ВМС Азии
- Другие ВМС
- Пиратство
- Происшествия
- Соцобеспечение
- Курьезы
- 23 февраля
- Арабский мир
- 9 мая
- День ВМФ
- Структура ВМФ
- Структура ВМФ
- Балтийский флот
- Черноморский флот
- Тихоокеанский флот
- Северный флот
- Каспийская флотилия
- Боевые возможности ВМФ РФ и ВМС США
- Подводные лодки
- Надводные корабли
- Офицер
- Командир корабля, командир части
- Помощники командира
- Командир БЧ оружия
- Командир БЧ связи/управления
- Командир электромеханической БЧ
- Корабельный врач
- Командир группы, инженер
- Штурман
- Старшина команды
- Техник
- Специалист
- Младший командир — старшина, сержант
- Хронология трех веков Российского Флота
- Борьба русского народа за выходы к морю в XIII-XVII вв.
- Регулярный военный флот Петра Великого
- Русский флот в послепетровский период
- Русский парусный флот в XIX в.
- Паровой броненосный и миноносный флот
- Подводные лодки в Российском императорском флоте
- Флот накануне и в период Первой мировой и Гражданской войн
- Становление советского флота
- Флот накануне и в период Великой Отечественной войны
- История родов сил ВМФ
- Надводные силы
- Подводные силы
- Морская авиация
- Береговые войска
- Наука и Флот — исторический обзор
- Наука и современность
- Тактика и оперативное искусство
- Научные проблемы кораблестроения и их решение
- Научные проблемы корабельной энергетики
- Оружие кораблей ВМФ
- Радиоэлектронное вооружение
- Авиация ВМФ и роль науки в ее развитии
- Навигация и океанография
- Флотские ученые
- Военно-морская академия
- Морской Корпус Петра Великого — Санкт-Петербургский военно-морской институт (бывш. ВВМУ им. М.В. Фрунзе)
- Военно-Морской Институт Радиоэлектроники (бывш. Высшее Военно-Морское Училище Радиоэлектроники им. А.С.Попова)
- Тихоокеанский военно-морской институт им. С.О. Макарова
- Военно-морской инженерный институт
- Балтийский государственный технический университет («Военмех»)
- Военно-Медицинская академия
- Военный университет МО РФ
- Нахимовское училище
- Ломоносовский морской колледж ВМФ
- Морской кадетский корпус
- Балтийский военно-морской институт
- Черноморское высшее военно-морское училище имени П.С. Нахимова
- Кадетская Россия: школы и корпуса
- Издания с материалами о ВМФ
- Литература
- Рекомендуем прочесть
- Книжная полка
- Справочники, словари, руководства, указатели
- Исследования, документалистика
- Фундаментальные, энциклопедические, общеисторические труды
- Мемуары
- Художественные исторические труды, публицистика, поэзия, карикатура
- Одна «Булава» — хорошо.
- Международное морское право
- Законы
- Указы и постановления
- Корабельные уставы
- Кодексы
- Стандарты, правила
- Каталог бизнес-организаций
- Каталог товаров и услуг
- Как загрузить в каталог данные о товарах/услугах?
- О кают-компании
- Поэтический иллюминатор
- Вернисаж
- Анекдоты, флотские байки, пословицы
- История одной жизни
- «Море зовет» и «На побывке»
- Песни — душа поет о море
- Ностальгия
- Computer & mobile
- Ссылки
Передовые решения
по электрообогреву
судовых элементовИсточники электрической энергии
Энергетическая проблема является одной из основных проблем человечества. Основными источниками энергии, на данный момент, являются газ, уголь и нефть. По прогнозным данным запасов нефти хватит на 40 лет, угля на 395 лет и газа на 60 лет. Мировая система энергетики подвергается гигантским проблемам.
Относительно электроэнергии, то источники электрической энергии представлены различными электростанциями – тепловыми, гидроэлектростанциями и атомными электростанциями. В результате стремительного истощения природных энергетических носителей на первый план выводится задача по поиску новых методов получения энергии.
Источник электрической энергии (Electric energy source) — электротехническое изделие (устройство), преобразующее различные виды энергии в электрическую энергию (ГОСТ 18311-80).
Источники основной электрической энергии
Работают на органическом топливе – мазут, уголь, торф, газ, сланцы. Размещаются ТЭС, главным образом, в том регионе, где присутствуют природные ресурсы и вблизи крупных нефтеперерабатывающих предприятий.
Возводятся в местах, где большие реки перекрываются плотиной, и благодаря энергии падающей воды вращаются турбины электрогенератора. Получение электроэнергии таким методом считается самым экологичным за счет того, что не происходит сжигание различных видов топлива, следовательно, отсутствуют вредные отходы. Подробнее смотрите здесь — Принцип работы гидроэлектростанции
Для нагрева воды требуется энергия тепла, которая выделяется в результате ядерной реакции. А в остальном она схожа с тепловой электростанцией.
Нетрадиционные источники энергии
К ним относятся ветер, солнце, тепло земных турбин и океанические приливы. В последнее время их все чаще используют как нетрадиционные дополнительные источники энергии. Ученые утверждают, что к 2050 году нетрадиционные энергоисточники станут основными, а обычные потеряют свое значение.
Есть несколько способов ее применения. Во время физического метода получения энергии солнца применяются гальванические батареи, способные поглощать и преобразовывать солнечную энергию в электрическую или тепловую. Также используется система зеркал, отражающая солнечные лучи и направляющая их в трубы, заполненные маслом, где концентрируется солнечное тепло.
В некоторых регионах целесообразнее использовать солнечные коллекторы, с помощью которых есть возможность в частичном решении экологической проблемы и использования энергии для бытовых нужд.
Основные достоинства энергии солнца – общедоступность и неисчерпаемость источников, полная безопасность для окружающей среды, основные экологически чистые источники энергии.
Главный недостаток – потребность в больших площадях земли для строительства солнечной электростанции.
Ветряные электростанции способны производить электрическую энергию только в том случае, когда дует сильный ветер. «Основные современные источники энергии» ветра – ветряк, представляющий собой достаточно сложную конструкцию. В нем запрограммированы два режима работы – слабый и сильный ветер, а также есть остановка двигателя, если очень сильный ветер.
Основной недостаток ветряных электростанций (ВЭС) — шум, получаемый во время вращения лопастей пропеллеров. Самыми целесообразными являются небольшие ветряки, предназначенные для обеспечения экологически безопасной и недорогой электроэнергией дачных участок или отдельных ферм.
Для производства электрической энергии используется энергия прилива. Для того, чтобы построить простейшую приливную электростанцию потребуется бассейн, перекрытое плотиной устье реки или залив. Плотина оснащена гидротурбинами и водопропускными отверстиями.
Вода во время прилива поступает в бассейн и когда происходит сравнение уровней воды в бассейне и в море, водопропускные отверстия закрываются. С приближением отлива водный уровень уменьшается, напор становится достаточной силы, турбины и электрогенераторы начинают свою работу, постепенно вода из бассейна уходит.
Новые источники энергии в виде приливных электростанций имеют некоторые минусы – нарушение нормального обмена пресной и соленой воды; влияние на климат, так в результате их работы меняется энергетический потенциал вод, скорость и площадь перемещения.
Плюсы – экологичность, невысокая себестоимость производимой энергии, сокращение уровня добычи, сжигания и транспортировки органического топлива.
• Нетрадиционные геотермальные источники энергии
Для производства энергии используется тепло земных турбин (глубинные горячие источники). Данное тепло можно применять в любом регионе, но расходы смогут окупиться лишь там, где горячие воды максимально приближены к земной коре – местности активной деятельности гейзеров и вулканов.
Основные источники энергии представлены двумя типами – подземный бассейн естественного теплоносителя (гидротермальный, паротермальный или пароводяной источники) и тепло горных горячих пород.
Первый тип представляет собой готовые к применению подземные котлы, из которых пар или воду добывать можно обычными буровыми скважинами. Второй тип дает возможность получения пара или перегретой воды, которые в дальнейшем можно использовать в энергетических целях.
Основной недостаток обоих типов – слабая концентрация геотермических аномалий, когда горячие породы или источники подходят близко к поверхности. Также требуется обратная закачка в подземный горизонт отработанной воды, поскольку термальная вода имеет множество солей токсичных металлов и химических соединений, которые нельзя сбрасывать в поверхностные водные системы.
Достоинства – данные запасы неисчерпаемы. Геотермальная энергия пользуется большой популярностью благодаря активной деятельности вулканов и гейзеров, территория которых занимает 1/10 площади Земли.
Новые перспективные источники энергии – биомасса
Биомасса бывает первичной и вторичной. Для получения энергии можно использовать высушенные водоросли, отходы сельского хозяйства, древесину и т. д. Биологический вариант использования энергии – получение из навоза биогаза в результате сбраживания без доступа воздуха.
На сегодняшний день в мире накопилось приличное количество мусора, ухудшающего окружающую среду, мусор оказывает губительное влияние на людей, животных и на все живое. Именно поэтому требуется развитие энергетики, где будет использоваться вторичная биомасса для предотвращения загрязнения окружающей среды.
Согласно подсчетам ученых, населенные пункты могут полностью обеспечивать себя электроэнергией только за счет своего мусора. Более того, отходы практически отсутствуют. Следовательно, будет решаться проблема уничтожения мусора одновременно с обеспечением населения электроэнергией при минимальных расходах.
Преимущества – не повышается концентрация углекислого газа, решается проблема использования мусора, следовательно, улучшается экология.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Источники электрического тока
Источники электрического тока — это устройства, которые производят или поддерживают электрический ток в электрической цепи. Источники тока работают за счет преобразования различных видов энергии в электрическую энергию, а также за счет разделения положительно и отрицательно заряженных частиц.
Существуют разные виды источников тока, которые можно классифицировать по разным критериям. Вот некоторые из них:
По виду энергии, которая преобразуется в электрическую энергию, различают следующие виды источников тока:
- Механические — генераторы, которые преобразуют механическую энергию вращения вала в электрическую энергию.
- Тепловые — термопары и термогенераторы, которые преобразуют тепловую энергию в электрическую энергию за счет разности температур.
- Световые (фотоэлектрические) — солнечные батареи и фотоэлементы, которые преобразуют энергию фотонов света в электрическую энергию за счет фотоэффекта.
- Химические — гальванические элементы и аккумуляторы, которые преобразуют химическую энергию реакций в электрическую энергию за счет электрохимических процессов.
По способу получения электрического тока, различают следующие виды источников тока:
- Первичные — источники тока, которые не могут быть восстановлены после истощения их энергетических ресурсов, например, гальванические элементы.
- Вторичные — источники тока, которые могут быть восстановлены путем подачи электрического тока от другого источника, например, аккумуляторы.
- Переменные — источники тока, которые дают во внешнюю цепь ток, меняющий свое направление и величину, например, генераторы переменного тока.
- Постоянные — источники тока, которые дают во внешнюю цепь ток, не меняющий свое направление и величину, например, генераторы постоянного тока.
Электрический ток — как его создавать и поддерживать
Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц. Чтобы получить электрический ток в проводнике надо создать в нем электрическое поле. Если заряженное тело соединить проводником с землей, то в проводнике возникает кратковременный электрический ток. Для того чтобы получить и поддерживать в проводнике электрическое поле, применяют источники электрического тока .
Во всяком источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделенные частицы накапливаются на полюсах источника. Между полюсами образуется электрическое поле. Если соединить их проводником, то поле возникает в проводнике.
В электрической машине разделение зарядов производится с помощью механической энергии. При этом она превращается в электрическую. В термоэлементе внутренняя энергия превращается в электрическую. Атомные батареи преобразуют атомную энергию в электрическую.
Фотоэлемент превращает световую энергию в электрическую. Из фотоэлементов составляют солнечные батареи. Их используют там, где световая энергия является самой доступной.
Энергию рек, угля, нефти, атома превращают в электрическую энергию на электростанциях. Наиболее распространенные источники электрического тока — гальванические элементы и аккумуляторы.
Чем отличаются источник тока от источников напряжения
Источник тока и источник напряжения — это два разных типа источников электрической энергии, которые имеют разные свойства и характеристики.
Основное различие между ними заключается в том, что источник тока поддерживает постоянный ток в электрической цепи, независимо от напряжения на его зажимах, а источник напряжения поддерживает постоянное напряжение на своих зажимах, независимо от тока в цепи.
Источник тока можно представить как идеальный генератор тока, который имеет бесконечно большое сопротивление, а источник напряжения — как идеальный генератор напряжения, который имеет нулевое сопротивление.
В реальности такие идеальные источники не существуют, и все источники имеют некоторое внутреннее сопротивление, которое влияет на их работу.
В зависимости от соотношения внутреннего сопротивления и сопротивления нагрузки, источники могут быть ближе к источнику тока или к источнику напряжения.
Источник тока и источник напряжения могут быть созданы из разных видов энергии, таких как механическая, тепловая, световая, химическая и другие.
Например, генератор, который преобразует механическую энергию вращения вала в электрическую энергию, может быть источником тока или источником напряжения в зависимости от его конструкции и режима работы.
Термопара, которая преобразует тепловую энергию разности температур в электрическую энергию, является источником напряжения.
Солнечная батарея, которая преобразует энергию фотонов света в электрическую энергию, является источником тока. Гальванический элемент, который преобразует химическую энергию реакций в электрическую энергию, может быть источником тока или источником напряжения в зависимости от его типа и состояния.
Гальваническим элементом называются источники электрического тока, в которых химическая энергия превращается в электрическую.
Так устроен простейший гальванически элемент.
Первый гальванический элемент был изобретен Вольтом в 1799 году. Из отдельных элементов он сконструировал батарею, которую назвали «вольтов столб». В гальваническом элементе электроды обязательно должны по-разному взаимодействовать с раствором, поэтому электроды делают из различных материалов.
Цинковая пластинка в элементе Вольта заряжается отрицательно, а медная — положительно.
А так устроен сухой гальванический элемент. Вместо жидкости в нем используют густой клейстер:
Из нескольких элементов можно составить батарею:
От гальванических элементов работают лампочки в электрических фонарях, а также другие различные переносные электроприборы и детские игрушки. Когда электроды в гальваническом элементе израсходуются, элемент заменяю новым.
Аккумуляторами называют химические источники электрического тока, в которых электроды не расходуются. Простейший аккумулятор состоит из двух свинцовых пластин, погруженных в раствор серной кислоты.
Такой аккумулятор еще не дает тока. Перед использованием его надо зарядить. Для этого соединяют полюсы аккумулятора с такими же полюсами какого-либо источника тока.
Ток, который идет через аккумулятор во время зарядки, изменяет химический состав его пластин. Химическая энергия аккумулятора увеличивается.
Разряжаясь аккумулятор превращает химическую энергию в электрическую. Разрядившийся аккумулятор можно заряжать снова.
Из отдельных аккумуляторов собирают батареи.
Кроме аккумуляторов кислотных (свинцовых), применяют аккумуляторы щелочные (железо-никелевые).
В настоящее время широко применяются также никель-кадмиевые и никель-металл-гидридные аккумуляторы. В авиации и космосе используют серебряно-цинковые аккумуляторы. Новые типы аккумуляторов: литий-ионные, литий-полимерные используются в мобильных телефонах, планшетах и другой современной переносной технике.
Аккумуляторы применяют в тех случаях, когда источник электрического тока выгоднее перезаряжать, чем заменять новым. В автомобиле аккумулятор служит для запуска двигателя и работы различных приборов. В космосе аккумулятор заряжается от солнечных батарей. Разряжаясь, он питает радиопередатчики и аппаратуру.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: