Источники электрической энергии.

Основной и, пожалуй, самой главной частью любой электростанции дающей электроэнергию, конечно является электрогенератор.

 

Это электрическое устройство которое способно превращать механическую работу в электричество. Внешне он похож на обычный электродвигатель, да и внутри не на много отличается. Основной принцип действия и работа, основаны на законе электромагнитной индукции Фарадея. Для выработки ЭДС необходимы два условия. Во первых это контур в виде медной обмотки и наличие магнитного потока, который, как правило, создается обычным магнитом либо дополнительной обмоткой.

 

Таким образом, для того чтобы появилось желаемое ЭДС на выходе электрогенератора, необходимо привести в движение либо магнит или обмотку относительно друг друга. Магнитный поток, пройдя сквозь контур, в результате и создаёт электричество. Причём скорость вращения напрямую влияет на величину вырабатываемого напряжения. Теперь имея представление об электрогенераторе нам всего лишь необходимо найти источник движения для него, то есть источники электроэнергии. Давайте с Вами разберём основные источники электроэнергии.

 

В 1882 году великий учёный Томас Эдисон запустил первую в мире тепловую электростанцию (ТЭС), работающую на паровом двигателе. В то время паровой двигатель был лутьшим устройством для создания движения, будь то паровоза или производственного станка и конечно не удивительно, что электростанция тоже была на нём. При нагревании воды в котле, образуется пар высокого давления, который подавался на лопасти турбины либо цилиндр с поршнем, тем самым толкая его, в результате производя механическое движение за счет нагрева воды. В качестве топлива обычно используют уголь, мазут, природный газ, торф, одним словом то, что хорошо горит.

 

Гидроэлектростанции - это специальные сооружения, построенные на местах падения реки, тем самым используя её энергию для вращения электрогенератора. Пожалуй самый безвредный способ получения электроэнергии, поскольку не происходит сжигание топлива и не оставляет после себя вредных отходов. Бежит себе вода и даёт нам электричество.

 

Атомные электростанции - в принципе очень похожи на тепловые, разница лишь в том, что в ТЭЦ используют горючее топливо для нагрева воды и получения пара, а в АЭС источником нагрева служит тепло выделяемое при ядерной реакции. То есть в реакторе находится радиоактивное вещество, как правило, УРАН, который при своём распаде выделяет большое количество теплоты, и тем самым нагревая котёл с водой, с последующим выделением пара, для вращения турбины и электрогенератора. С одной стороны атомные электростанции очень выгодные, поскольку при своём малом количестве вещества, способны выдавать много энергии. Но не всё так сладко.

 

Хоть АЭС и предусматривает высокую степень безопасности, но все, же бывают и проколы как Чернобыльская АЭС. Да и после отработки ядерного топлива, отходы всё же остаются и их нужно куда-то девать. В общем, думаю, проблема ясна.

 

Также существует большое множество и гораздо менее используемых источников электроэнергии в отличие от основных. Это к примеру ветряные электрогенераторы, которые обычную силу ветра превращают непосредственно в электрический ток. Тут всё просто, ветряная лопасть, прикрученная к генератору, есть ветер, и есть электричество.

 

В последнее время набирают весьма большею популярность солнечные батареи, которые в отличии то электрогенератора используют иной принцип работы. По сути он основан на преобразовании солнечных лучей солнца, а точнее его фотонов.

 

Фотоэлемент состоит из двух тонких слоев полупроводникового материала, при попадании в границу соприкосновения двух полупроводников солнечной радиации, возникает ЭДС, которая впоследствии, может выдавать на своих выходных электродах электрический ток. Это, пожалуй, самые ходовые способы получения электричества, хотя их конечно больше.

 

Можно получить электрический ток и без генератора. Это гальванические элементы, самые старые из известных людям источников электрического тока. Гальванический элемент прост по своему устройству и приносит большую практическую полезность, но быстро выходит из строя. А нельзя ли создать такой источник электрического тока, который можно было бы использовать много раз? Ученые создали аккумулятор. Слово «аккумулятор» означает накопитель. Для того чтобы аккумулятор начал работать, его сначала заряжают, накапливая в нем электроэнергию.

3. Режимы работы электрической цепи

 

Из всех возможных режимов работы электрической цепи и ее элементов наиболее характерными являются номинальный ре­жим, режим холостого хода, режим короткого замыкания и со­гласованный режим.

Номинальный режим источников и приемников в цепи харак­теризуется тем, что токи, напряжения и мощности их соответст­вуют тем значениям, на которые они рассчитаны заводами-изго­товителями. При этом гарантируются наилучшие условия рабо­ты (экономичность, долговечность и т. д.).

Режим холостого хода — режим электрической цепи или от­дельных источников или приемников, при котором ток в них ра­вен нулю. Для практического осуществления такого режима дос­таточно отключить один из проводов этой цепи. Режим холостого хода источника может быть использован для измерения его ЭДС. Действительно, из выражения (1.7) Ux x = Е при /х х = 0.

Режим короткого замыкания — уменьшение сопротивления между двумя точками, к которым подключен какой-либо участок цепи, во много раз меньше номинального, практически до нуля. При этом UX3 = 0. При коротком замыкании источника

/ = * КЗ к

Согласованный режим — это режим, при котором сопротивле­ние внешней цепи равно внутреннему сопротивлению источни­ка. При согласованном режиме во внешней цепи развивается наибольшая мощность, возможная при данном источнике.