Πηγές DC

Ένα ρεύμα συνεχούς ρεύματος είναι ένα ρεύμα που σχεδόν (αφού δεν υπάρχει τίποτα τέλειο στον κόσμο) αλλάζει με το χρόνο, ούτε σε μέγεθος ούτε σε κατεύθυνση. Ιστορικά, οι πρώτες πηγές συνεχούς ρεύματος ήταν αποκλειστικά χημικές. Στην αρχή παρουσιάστηκαν μόνο από γαλβανικά κελιά και αργότερα εμφανίστηκαν μπαταρίες.

Τα γαλβανικά στοιχεία και οι μπαταρίες έχουν αυστηρά καθορισμένη πολικότητα και η κατεύθυνση του ρεύματος σε αυτά δεν αλλάζει αυθόρμητα, επομένως χημικές πηγές ρεύματος - αυτά είναι βασικά πηγές DC.

Γαλβανική κυψέλη

Η μπαταρία AA AA είναι ένα καλό παράδειγμα ενός σύγχρονου γαλβανικού κελιού. Μια κυλινδρική αλκαλική μπαταρία (την οποία θέλουν να ονομάσουν αλκαλική, ενώ η λέξη αλκαλική μεταφράζεται ως αλκαλική) περιέχει ένα διάλυμα υδροξειδίου του καλίου ως ηλεκτρολύτη μέσα. Το διοξείδιο του μαγγανίου βρίσκεται στον θετικό πόλο της μπαταρίας και ο ψευδάργυρος σε μορφή σκόνης είναι αρνητικός.

Όταν το κύκλωμα της εξωτερικής μπαταρίας είναι κλειστό σε ένα φορτίο, συμβαίνει μια χημική αντίδραση οξείδωσης ψευδαργύρου στην άνοδο (αρνητικός πόλος) και συγχρόνως η αντίδραση της μείωσης του τετρασθενούς οξειδίου του μαγγανίου στο τρισθενές οξείδιο του μαγγανίου συμβαίνει στην κάθοδο (θετικός πόλος).

Ως αποτέλεσμα, τα ηλεκτρόνια κινούνται από τον αρνητικό πόλο προς τον θετικό πόλο μέσω ενός εξωτερικού κυκλώματος φορτίου. Έτσι λειτουργεί μια πηγή συνεχούς ρεύματος - ένα γαλβανικό στοιχείο.

Η χημική διαδικασία σε ένα γαλβανικό στοιχείο δεν είναι αναστρέψιμη, δηλαδή, προσπαθεί να φορτίσει είναι άχρηστο. Η τάση μεταξύ των πόλων της νέας μπαταρίας δακτύλου είναι 1,5 βολτ, η οποία οφείλεται στα δυναμικά των ουσιών που εμπλέκονται στη χημική αντίδραση μέσα σε αυτήν.

Μπαταρία

Μια μπαταρία ιόντων λιθίου, σε αντίθεση με μια μπαταρία, μπορεί να φορτιστεί ξανά μετά την εκφόρτιση, καθώς η χημική διεργασία είναι αναστρέψιμη. Στην εμφάνιση, η μπαταρία λειτουργεί σαν μια μπαταρία, δηλαδή δίνει μόνο ένα συνεχές ρεύμα στο κύκλωμα φορτίου, αλλά η χωρητικότητα μιας μπαταρίας είναι συνήθως μεγαλύτερη από αυτή μιας μπαταρίας περίπου του ίδιου μεγέθους.

Κατά τη διάρκεια της εκφόρτισης μιας μπαταρίας λιθίου, η χημική αντίδραση στην άνοδο (αρνητικό ηλεκτρόδιο) συνίσταται στον διαχωρισμό του λιθίου από τον άνθρακα και τη μετατροπή του σε άλας στην κάθοδο (θετικό ηλεκτρόδιο). Και κατά τη φόρτιση, τα ιόντα λιθίου περνούν και πάλι σε άνθρακα στην άνοδο.

Η διαφορά δυναμικού μεταξύ των πόλων μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου μπορεί να φθάσει έως και 4,2 βολτ. Το μέγιστο ρεύμα εξαρτάται από την περιοχή αλληλεπίδρασης των ηλεκτροδίων εντός της μπαταρίας με τον ηλεκτρολύτη και, συνεπώς, μεταξύ τους.

Γεννήτρια

Σε βιομηχανική κλίμακα, λαμβάνεται συνεχές ρεύμα χρησιμοποιώντας dc γεννήτριες. Κατά κανόνα, στον στάτορα μιας τέτοιας μηχανής υπάρχουν σταθεροί μαγνήτες ή ηλεκτρομαγνήτες που επάγουν EMF στα περιστρεφόμενα κυκλώματα σύμφωνα με το νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.

Τα περιστρεφόμενα κυκλώματα συνδέονται έκαστο με τις πλάκες επαφής του συγκροτήματος συλλογής βούρτσας, μέσω του οποίου το παραγόμενο ρεύμα αφαιρείται διαμέσου των σταθερών βουρτσών και εντός του κυκλώματος φορτίου. Δεδομένου ότι τα περιγράμματα έρχονται σε επαφή με τις θετικές και αρνητικές βούρτσες μόνο όταν διέρχονται από ορισμένους μαγνητικούς πόλους του στάτορα, το ρεύμα στο εξωτερικό κύκλωμα επιτυγχάνεται με μια διορθωμένη μεταβλητή, δηλαδή μια παλμική σταθερά.

Το μέγεθος του ρεύματος εξαρτάται από την διατομή των συρμάτων, την επαγωγή του μαγνητικού πεδίου του στάτορα και την περιοχή στάτη. Το μέγεθος της τάσης - από την ταχύτητα περιστροφής του δρομέα της γεννήτριας και από την επαγωγή του μαγνητικού πεδίου του στάτη.

Ηλιακό κύτταρο

Τα ηλιακά πάνελ παρέχουν επίσης συνεχές ρεύμα.Τα φωτόνια του ηλιακού φωτός που πέφτουν στο φωτοκύτταρο προκαλούν την κίνηση των θετικά φορτισμένων οπών και των αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων μέσω της διακλάδωσης pn και συνεπώς λαμβάνεται ένα συνεχές ρεύμα στο εξωτερικό κύκλωμα.

Όσο μεγαλύτερη είναι η συνολική έκταση των ηλιακών κυψελών - όσο περισσότεροι ηλεκτρόνιοι και τρύπες συμμετέχουν στη διαμόρφωση του ρεύματος, τόσο περισσότερο ρεύμα μπορεί να επιτευχθεί από την ηλιακή μπαταρία. Η παραγόμενη τάση της ηλιακής μπαταρίας εξαρτάται από την ένταση του ηλιακού φωτός και από τον αριθμό των φωτοκυττάρων που συνδέονται σε σειρά και αποτελούν μέρος του σχεδιασμού της ηλιακής μπαταρίας.

Μετασχηματιστής με ανορθωτή

Προηγουμένως, σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό για την απόκτηση συνεχούς ρεύματος, όταν τροφοδοτείται από οικιακό δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος, χρησιμοποιήθηκαν πολύ συχνά τροφοδοτικά με μετασχηματιστές σε σίδερο. Η εναλλασσόμενη τάση δικτύου μειώθηκε με τη χρήση μετασχηματιστή, και στη συνέχεια διορθώθηκε με τη χρήση ενός σωλήνα ή διορθωτή διόδου.

Μετά τον ανορθωτή σε ένα τέτοιο κύκλωμα υπάρχει πάντα ένα φίλτρο που αποτελείται τουλάχιστον από πυκνωτή, και στην καλύτερη περίπτωση - από έναν πυκνωτή και επαγωγέα, ακόμα και έναν ρυθμιστή τάσης τρανζίστορ, ειδικά αν η πηγή ρεύματος πρέπει να είναι ρυθμιζόμενη.

Η τάση στην έξοδο μιας τέτοιας τροφοδοσίας εξαρτάται από τον αριθμό των στροφών της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή και η μέγιστη τιμή ρεύματος εξαρτάται από την ονομαστική ισχύ του μετασχηματιστή.

Ενεργοποίηση της τροφοδοσίας

Σήμερα, στον ηλεκτρονικό εξοπλισμό για την παραγωγή συνεχούς ρεύματος, τα τροφοδοτικά με μετασχηματιστές χαμηλής συχνότητας στο σίδερο σχεδόν δεν χρησιμοποιούνται, ήρθαν να τα αντικαταστήσουν εναλλαγή τροφοδοτικών. Σε αυτές, η διορθωμένη τάση δικτύου μειώνεται αρχικά με μετασχηματιστές υψηλής συχνότητας και διακόπτες τρανζίστορ και στη συνέχεια διορθώνεται. Το ρεύμα κατευθύνεται μέσω του φίλτρου στον πυκνωτή του φίλτρου.

Ο σχεδιασμός του τροφοδοτικού είναι πολύ μικρότερος από τον μετασχηματιστή σε σίδηρο. Αλλά υπάρχει μεγαλύτερο θόρυβο στο ρεύμα εξόδου. Επομένως, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στο φιλτράρισμα του ρεύματος εξόδου στο φορτίο κατά το σχεδιασμό των διακοπτών τροφοδοσίας.

Η τάση στην έξοδο της τροφοδοσίας μεταγωγής εξαρτάται από τη συσκευή του ηλεκτρονικού κυκλώματος και το μέγιστο ρεύμα εξαρτάται από το μέγεθος του μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας και την ποιότητα των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων στο κύκλωμα.

Πυκνωτής και ιονιστή

Από μια άποψη, ένας ηλεκτρικός πυκνωτής μπορεί να ονομαστεί πηγή άμεσου ηλεκτρικού ρεύματος. Ένας πυκνωτής συσσωρεύει ηλεκτρική ενέργεια με τη μορφή ενός σταθερού ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των πλακών του, και στη συνέχεια μπορεί να δώσει αυτή την ενέργεια σε μορφή συνεχούς ρεύματος ή παλμικής εκφόρτισης. Τόσο το ένα όσο και το άλλο είναι ένα πραγματικό ρεύμα που διαφέρει μόνο στη διάρκεια της εκδήλωσης.

Αλλά σήμερα, οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές είναι διαθέσιμοι σε τεράστιες χωρητικότητες χιλιάδων ή περισσότερων microfarads. Ένα ειδικό είδος πυκνωτή είναι ιονίστορ (υπερκατασκευαστής) - Χρειάζεται ένα ενδιάμεσο σημείο μεταξύ της μπαταρίας και του πυκνωτή.

Οι χημικές διεργασίες στο ιονίστορ διεξάγονται σχεδόν με την ίδια ταχύτητα όπως στον πυκνωτή, αλλά σε αντίθεση με την μπαταρία, το ιονιστή έχει χαμηλότερη εσωτερική αντίσταση, που καθιστά δυνατή τη λήψη μεγάλων συνεχών ρευμάτων από τους ιονιστές για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Όσο μεγαλύτερος είναι ο πυκνωτής, τόσο μεγαλύτερο και μεγαλύτερο ρεύμα μπορεί να επιτευχθεί με αυτό.

Πώς γίνεται η διόρθωση AC

Ρύθμιση τάσης DC

Ποιο ρεύμα είναι πιο επικίνδυνο, άμεσο ή εναλλασσόμενο;

Πώς λειτουργούν αισθητήρες και σφιγκτήρες για τη μέτρηση του συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος