Elektrik enerjisi kaynakları: tanımı, türleri ve özellikleri

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Her bölgedeki elektrik enerjisi kaynakları, alınma şekline göre farklılık gösterir. Bu nedenle, bozkırlarda rüzgarın gücünü kullanmak veya yakıtı, gazı yaktıktan sonra ısıyı dönüştürmek daha uygundur. Nehirlerin olduğu dağlarda barajlar kurulur ve su dev türbinleri çalıştırır. Elektromotor kuvvet hemen hemen her yerde diğer doğal enerjilerin pahasına elde edilir.

Tüketici gıdalarının nereden geldiği

Elektrik enerjisi kaynakları, rüzgar kuvvetinin dönüşümü, kinetik hareket, su akışı, nükleer reaksiyon sonucu, gaz, yakıt veya kömürün yanmasından kaynaklanan ısıdan sonra voltaj alır. Termik santraller ve hidroelektrik santraller yaygındır. Yakınlarda yaşayan insanlar için tamamen güvenli olmadığı için nükleer santrallerin sayısı giderek azalmaktadır.

Kimyasal bir reaksiyon kullanılabilir, bu olayları araba akülerinde ve ev aletlerinde görüyoruz. Telefon pilleri aynı prensipte çalışır. Rüzgar deflektörleri, elektrik enerjisi kaynaklarının tasarımında geleneksel bir yüksek güçlü jeneratörün bulunduğu, sürekli rüzgarın olduğu yerlerde kullanılmaktadır.

Bazen bir istasyon tüm şehre güç vermek için yeterli olmaz,ve elektrik enerjisi kaynakları birleştirilmiştir. Bu nedenle, sıcak ülkelerdeki evlerin çatılarına, bireysel odaları besleyen güneş panelleri kurulur. Yavaş yavaş, çevre dostu kaynaklar atmosferi kirleten istasyonların yerini alacak.

Arabalarda

Taşımadaki pil, elektrik enerjisinin tek kaynağı değildir. Arabanın devreleri, sürüş sırasında kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürme süreci başlayacak şekilde tasarlanmıştır. Bunun nedeni, bobinlerin manyetik alan içindeki dönüşünün bir elektromotor kuvvet (EMF) görünümü ürettiği jeneratördür.

Ağda bir akım akmaya başlar ve süresi kapasitesine bağlı olan pili şarj eder. Şarj, motor çalıştırıldıktan hemen sonra başlar. Yani yakıt yakılarak enerji üretilir. Otomotiv endüstrisindeki son gelişmeler, trafik için bir elektrik enerjisi kaynağının EMF'sini kullanmayı mümkün kılmıştır.

Elektrikli araçlarda, güçlü kimyasal piller kapalı bir devrede akım üretir ve bir güç kaynağı görevi görür. Burada ters işlem gözlemlenir: Tahrik sisteminin bobinlerinde EMF üretilir, bu da tekerleklerin dönmesine neden olur. Sekonder devredeki akımlar çok büyüktür, hızlanma hızı ve arabanın ağırlığı ile orantılıdır.

Mıknatıslı bobin prensibi

Bobinden geçen akım, alternatif bir manyetik akıya neden olur. O da, mıknatıslara, çerçeveyi iki kuvvetle zorlayan bir kaldırma kuvveti uygular.zıt kutuplu mıknatıslarla döndürün. Böylece, elektrik enerjisi kaynakları, arabaların hareketi için bir düğüm görevi görür.

Mıknatıslı çerçevenin kinetik enerji nedeniyle sargıların içinde döndüğü ters işlem, alternatif manyetik akıyı bobinlerin EMF'sine dönüştürmenize izin verir. Ayrıca, besleme ağının gerekli performansını sağlayan devreye voltaj stabilizatörleri monte edilmiştir. Bu prensibe göre hidroelektrik santrallerde, termik santrallerde elektrik üretilir.

Devredeki EMF, sıradan bir kapalı devrede de görünür. İletkene potansiyel bir fark uygulandığı sürece var olur. Bir enerji kaynağının özelliklerini tanımlamak için elektromotor kuvvete ihtiyaç vardır. Terimin fiziksel tanımı şöyledir: Kapalı bir devredeki EMF, iletkenin tüm gövdesi boyunca tek bir pozitif yükü hareket ettiren dış kuvvetlerin işi ile orantılıdır.

Formül E=IR - güç kaynağının iç direncinden ve devrenin beslenen bölümünün direncinin eklenmesinin sonuçlarından oluşan toplam direnç dikkate alınır.

Alt istasyonların kurulumuyla ilgili kısıtlamalar

Akımın içinden geçtiği herhangi bir iletken bir elektrik alanı oluşturur. Enerji kaynağı bir elektromanyetik dalga yayıcıdır. Güçlü kurulumların çevresinde, trafo merkezlerinde veya jeneratör setlerinin yakınında insan sağlığı etkilenir. Bu nedenle konut binalarının yakınındaki inşaat projelerini sınırlamak için önlemler alınmıştır.

AçıkYasama düzeyinde, elektrikli nesnelere, ötesinde canlı bir organizmanın güvende olduğu sabit mesafeler belirlenir. Evlerin yakınında ve insanların güzergahı üzerinde güçlü trafo merkezlerinin inşası yasaktır. Güçlü kurulumların çitleri ve kapalı girişleri olmalıdır.

Yüksek gerilim hatları binalardan yükseğe monte edilerek yerleşim yerlerinden çıkartılır. Yerleşim bölgesinde elektromanyetik dalgaların etkisini ortadan kaldırmak için enerji kaynakları topraklanmış metal ekranlarla kapatılır. En basit durumda bir tel örgü kullanılır.

Ölçü birimleri

Enerji kaynağının ve devresinin her değeri nicel değerlerle tanımlanır. Bu, belirli bir güç kaynağı için yükün tasarlanması ve hesaplanması görevini kolaylaştırır. Ölçü birimleri fiziksel yasalarla birbirine bağlıdır.

Güç kaynakları için birimler aşağıdaki gibidir:

• Direnç: R - Ohm.
• EMF: E - Volt.
• Reaktif ve empedans: X ve Z - Ohm.
• Akım: I - Amp.
• Voltaj: U - Volt.
• Güç: P - Watt.

Seri ve Paralel Güç Devreleri Oluşturma

Birkaç tür elektrik enerjisi kaynağı bağlanırsa zincir hesaplaması daha karmaşık hale gelir. Her dalın iç direnci ve iletkenlerden geçen akımın yönü dikkate alınır. Her kaynağın EMF'sini ayrı ayrı ölçmek için, devreyi açmanız ve bir cihaz - bir voltmetre ile besleme pilinin terminallerindeki potansiyeli doğrudan ölçmeniz gerekecektir.

Devre kapatıldığında, cihaz daha küçük bir değere sahip bir voltaj düşüşü gösterecektir. Gerekli beslenmeyi elde etmek için genellikle birden fazla kaynak gerekir. Göreve bağlı olarak çeşitli bağlantı türleri kullanılabilir:

• Sıralı. Her kaynağın devresinin EMF'si eklenir. Yani nominal değeri 2 volt olan iki pil kullanıldığında bağlanma sonucu 4 V alırlar.
• Paralel. Bu tip sırasıyla kaynağın kapasitesini artırmak için kullanılır, daha uzun pil ömrü vardır. Bu bağlantıya sahip devrenin EMF'si, eşit pil değerleri ile değişmez. Bağlantının polaritesini gözlemlemek önemlidir.
• Birleşik bağlantılar nadiren kullanılır, ancak pratikte ortaya çıkarlar. Ortaya çıkan EMF'nin hesaplanması, her bir kapalı bölüm için yapılır. Dalların akımının polaritesi ve yönü dikkate alınır.

Güç kaynağı ohmları

Sonuçtaki EMF'yi belirlemek için elektrik enerjisi kaynağının iç direnci dikkate alınır. Genel olarak, elektromotor kuvveti E=IR + Ir formülüyle hesaplanır. Burada R tüketici direnci ve r iç dirençtir. Gerilim düşüşü aşağıdaki ilişkiye göre hesaplanır: U=E - Ir.

Devrede akan akım, Ohm'un tam devre yasasına göre hesaplanır: I=E/(R + r). İç direnç mevcut gücü etkileyebilir. Bunun olmasını önlemek için, yüke göre kaynak seçilir. Aşağıdaki kural: Kaynağın iç direnci, tüketicilerin toplam direncinden çok daha az olmalıdır. O zaman küçük hata nedeniyle değerini hesaba katmak gerekmez.

Güç kaynağı ohm'u nasıl ölçülür?

Elektrik enerjisinin kaynakları ve alıcılarının eşleşmesi gerektiğinden, hemen şu soru ortaya çıkar: kaynağın iç direnci nasıl ölçülür? Ne de olsa ohmmetre ile üzerlerinde bulunan potansiyellerle bağlantı kuramazsınız. Sorunu çözmek için dolaylı bir gösterge alma yöntemi kullanılır - ek miktarların değerleri gereklidir: akım ve voltaj. Hesaplama r=U/I formülüne göre yapılır, burada U iç direnç boyunca voltaj düşüşü ve I yük altındaki devredeki akımdır.

Gerilim düşüşü doğrudan güç kaynağı terminalleri arasında ölçülür. Devreye R değeri bilinen bir direnç bağlanır. Ölçümler almadan önce, kaynağın EMF'sini açık devre ile sabitlemek gerekir - E bir voltmetre ile. Daha sonra yükü bağlayın ve okumaları kaydedin - U yükü. ve şimdiki I.

Dahili direnç boyunca istenen voltaj düşüşü U=E − U yükü. Sonuç olarak, gerekli değeri hesaplıyoruz r=(E − U yükü)/I.