Care este curentul electric și necesitatea apariției și existenței sale pe parcursul timpului necesar pentru noi?
Cuvântul „curent“ se referă la mișcarea sau a fluxului de ceva. Elektriches kim-numitul curent comandat (direcțională) mișcarea particulelor încărcate. Pentru a obține un curent electric într-un fir-pseudonim, este necesar să-l creeze într-un câmp electric. Pentru a elektriches cue curent într-un conductor a existat pentru o lungă perioadă de timp, este necesar-mo-l tot timpul să-l mențină într-un câmp electric. Elek-conductori într-o cutie izolatoare și poate crea inel lung VRE podderzhivatsyaistochnikami curent electric. Timpul de perfuzie prezent, omenirea utilizează patru principala sursă de energie: statică, chimică, mecanică și semiconductori-st (panouri solare), dar, în nici una dintre ele a comis Rabo că separarea particulelor încărcate pozitiv și negativ. Particulele discrete acumulate la polii unei surse de curent minut - așa-numitul spațiu, care, prin intermediul unor terminale sau terminale este conectat conductori. Un pol al sursei de alimentare este încărcată pozitiv, celelalte - otritsatelno.Esli poli conectați conductor sub acțiunea particulelor de conjugate zori câmp liber se va muta în conductorul, un izolator apar electron-curent.
Surse de curent electric.
Înainte de 1650 - un moment în care Europa se trezi interes-mare durere la electricitate - nu a fost conștient de o modalitate de a obține cu ușurință sarcini electrice de mari dimensiuni. Odată cu creșterea numărului de oameni de știință interesați de cercetare de energie electrică poate fi de așteptat pentru a crea o metode mai simple și eficiente pentru producerea de sarcini electrice.
Otto von Guericke a inventat prima masina electrica. El a turnat sulf topit în interiorul o minge de sticlă goală la interior, iar apoi, când sulf este solidificat, sticlă spartă, fără să știe că el bol de sticlă cu succes egal s-a putut POS-luzhit obiectivele sale. Apoi Guericke întărit de sulf pasă, așa cum se arată în figura 1, astfel încât să puteți roti mânerul. Pentru taxa a trebuit să se rotească mingea cu o singură mână, iar celălalt - să-l apăsați pe o bucată de piele. Fricțiune ridicată cu bile poten la o valoare Tial suficientă pentru a obține o scânteie câțiva centimetri în lungime.
Această mașină a avut un bol-
ajutor Shui experimental
Dl studiu de energie electrică, dar
chiar și mai multe provocări „hra-
neniya „și“ depozitarea „electrice
taxe iCal a reușit să rezolve
Numai prin ulterioară
progresul fizicii. Lucru este. taxe care puternice, care
Aceasta ar putea crea pe corpurile lor prin intermediul electrostatice
mașină de Guericke, a dispărut repede. Inițial am crezut că motivul pentru aceasta este „evaporarea“ a taxelor. pentru a preveni
taxa „Evaporarea“ a fost oferit un corp încărcat în vase închise, confecționate dintr-un material izolant. În mod natural, au fost selectate, cum ar fi vase de sticle de sticlă, precum și ca material electrificate - apă, pentru că a fost ușor să toarne în flacon. Pentru a putea încărca apa. fără a deschide sticla, pluta a fost trecut prin unghie. Ideea a fost bună, dar pentru un motiv. în timp ce necunoscute, aparatul nu a funcționat atât de bine. Ca urmare a unor experimente intensive imediat ce a fost descoperit că o taxă sigilată-senny și, prin urmare, forța un șoc electric poate fi crescut în mod dramatic. dacă sticla din interiorul și exteriorul capacului cu un material conductor, cum ar fi folii metalice subțiri. Mai mult decât atât, în cazul în care cuiul conecta cu un pro-bun supraconductor cu un strat de metal în interiorul sticlei, sa constatat că este posibil să se facă fără apă. Acest nou „magazin“ de energie electrică a fost inventat în 1745 în Olanda Leiden a doua natură și a fost numit borcanul Leyden (Fig.2).
Primul-o pe aripi altfel capabile de a semi-cheniya de energie electrică, non-Gely folosind elec-TION a trei frecare, a fost Italia-Yang om de știință Luigi Galvani (1737-1798). El a fost un biolog, dar ra-Botha, în laborator, în cazul în care experimentele Provo-Dilis cu energie electrică. Gal-Vani nblyu-a făcut fenomen, care a fost cunoscut de mulți înaintea lui; a fost faptul că, dacă o broască mort picior nerv instituie o scânteie din mașină, piciorul întreg începea să scadă. Dar, odată ce Galvani a observat că piciorul a fost pus în mișcare atunci când un nerv al piciorului în contact numai bisturiu de oțel. Cel mai surprinzător a fost. între mașina electrică și rock Pelem a avut nici un contact. Aceasta descoperire uimitoare a condus Galvani a oferi o serie de experimente pentru a detecta, atunci când electrice de curent-rândurile. Unul dintre experimente a fost făcută Galvani pentru a afla dacă este aceeași mișcare în picior de fulger de energie electrică. Pentru a face acest lucru, Galvani agățate în cârlige de alamă niște picioare de broască în fereastră, a închis barele de fier. Și a găsit, contrar așteptărilor lor că filele de reducere au loc în orice moment, fără nici o dependență de condițiile meteorologice. Prezența unui număr de mașină electrică sau altă sursă de energie electrică nu a fost necesară. Galvani stabilite, este posibil să se utilizeze oricare două din metal diferit în loc de fier și aramă, cu o combinație de fenomen cupru și zinc provocat în forma cea mai lizibile. Sticla, cauciuc, rășină, piatră și lemn uscat nu dă nici un efect. Astfel, apariția actuală a rămas încă un mister. În cazul în care există curent - numai în țesuturile de broasca ale corpului, doar metale diferite, sau într-o combinație de metal și țesături? Din păcate, Galvani a concluzionat. că fluxurile de curent numai în țesuturile corpului broaștei. Ca urmare a contemporanilor conceptul de „energie electrică animală“ a început să pară mult mai reală decât puterea de orice altă origine.
Un alt om de știință italian Alessandro Volta (1745-1827) a demonstrat definitiv că dacă picioarele de broască puse în soluții apoase ale anumitor substanțe, curentul galvanic apare în țesuturile de broască. În special, acest lucru este valabil și pentru o apă cheie sau chiar pur; Acest curent apare atunci când este adăugat în apă, acizi, săruri sau alcaline. Aparent, cea mai mare curent a fost o combinație de cupru și zinc, plasată într-o soluție diluată de acid sulfuric. Combinația dintre cele două plăci de metale diferite imersat într-o soluție apoasă de alcalii, acizi sau săruri numite placate cu elementul (sau chimic).
În cazul în care mijloacele de obținere a unei forțe electromotoare a servit doar procesele de frecare și chimice în celule galvanice, costul energiei electrice necesare pentru funcționarea diferitelor mașini, ar fi extrem de mare. Ca urmare, un număr foarte mare de experimente de către oamenii de știință din diferite țări au fost făcute deschise, care să permită crearea unor mașini electrice mecanice care produc energie electrică relativ ieftină.
La începutul secolului al 19-lea, Hans Christian Oersted a făcut descoperirea unui fenomen electric cu totul nou constă în faptul că trecerea curentului prin conductorul este format în jurul câmpului magnetic. Câțiva ani mai târziu, în 1831, Faraday a făcut o altă descoperire, importanta egala descoperirea Oersted. Faraday a descoperit că, atunci când se deplasează conductorul traversează liniile de câmp magnetic, conductorul este indus forță electromotoare care provoacă curentul în circuit, care include conductorul. emf indus este direct proporțională cu viteza, numărul de conductoare și intensitatea câmpului magnetic. Cu alte cuvinte, o forță electromotoare indusă este direct proporțională cu numărul de linii electrice care traversează conductorul pe unitatea de timp. Când conductorul traversează 100000000 linii electrice de 1 sec, o forță electromotoare indusă este egal cu 1 volt. deplasarea manuală a unui singur fir sau o bobină de sârmă într-un câmp magnetic, curent de mare nu poate fi obținut. O modalitate mai eficientă este de a bobinarea pe o bobină mare sau bobină într-un tambur de fabricație. Bobina este apoi împinsă pe arbore, poziționat între poli magnetici și o apă de forță rotativă sau abur. Deci, în esență, este amenajat si un generator de curent electric, care se referă la o sursă de mecanică a curentului electric, și este utilizat pe scară largă de către omenire în zilele noastre.
oamenii de energie solară folosesc încă din cele mai vechi timpuri. Mai în 212 BC. e. cu ajutorul luminii solare concentrate, au aprins un foc sacru la tâmple. Conform legendei despre același timp, Arhimede om de știință greci atunci când apărarea set oraș focul lui natal pentru a naviga nave ale flotei romane.
Soarele este îndepărtat de pe pământ la o distanță de 149.6 milioane de kilometri de reactor de fuziune, care emite energie care ajunge pe Pământ în principal sub formă de radiație electromagnetică. Cea mai mare parte din energia radiației solare este concentrată în părțile vizibile și infraroșu ale spectrului. Radiația solară - este o sursă regenerabilă inepuizabilă de energie curată. Fără a aduce atingere mediului de mediu poate fi utilizat 1,5% din energia solară incidență pe pământ, adică 1.62 * 16 octombrie kilowatt \ ore pe an, ceea ce este echivalent cu un număr foarte mare de combustibil convențional - 2 x 10 12 tone.
Eforturile de designeri care se deplasează spre utilizarea de celule fotovoltaice pentru conversia directă a energiei solare în energie electrică. Fotovoltaică, de asemenea, numite celule solare, sunt compuse dintr-o serie de celule solare conectate în serie sau în paralel. În cazul în care convertorul este de a încărca bateria, sursa de alimentare, cum ar fi un radio într-un timp tulbure, acesta este conectat în paralel la bornele bateriei solare (Fig. 3). Elementele utilizate în celulele solare, trebuie să aibă o eficiență mai mare, răspuns spectral scăzut, low-cost, de construcție simplă și greutate redusă. Din păcate, doar câteva dintre cunoscute în prezent celulele solare sunt responsabile, cel puțin parțial aceste cerințe. Acest lucru este în special anumite tipuri de celule solare semiconductoare. Cel mai simplu dintre ele - seleniu. Din păcate, cel mai bun randament seleniu fotocelule mici (0,1. 1%).
Baza de celule solare cu siliciu sunt foto-emițătoarelor, au forma unor plăci rotunde sau dreptunghiulare-TION cu grosime 0.7-1 mm și o suprafață de 5 - 8 cmp Experiența a arătat că rezultate bune sunt date bucăți mici, o suprafață de aproximativ 1 pătrat. cm. având o eficiență de aproximativ 10%. Fotocelule, de asemenea, create din metale semiconductoare cu un randament teoretic de 18%. De altfel, eficiența practică a celulelor fotovoltaice (aproximativ 10%) decât randamentul motorului (8%), eficiența energiei solare în lumea plantelor (1%), și eficiența multor dispozitive hidraulice și vânt. Celulele fotovoltaice au o durată de viață practic nelimitată. Pentru comparație, eficiența diferitelor surse de energie electrică (procente). Cogenerare - 20-30 termoelectrică transformare zovatel - 6 - 8, o fotocelulă seleniu - 0.1-1, solar-curte Bata - 6 - 11, elementul combustibil - 70, o baterie de plumb - 8-90.
In 1989, Boeing (SUA) a creat o celulă cu două straturi solar format din doi semiconductori - galiu arseniura antimonid - cu o eficiență de conversie a energiei solare în energie electrică, egală cu 37%, ceea ce este comparabil cu eficiența centralelor moderne termice și nucleare. Recent a reușit să demonstreze că metoda fotoelectric de conversie a energiei solare se poate folosi, teoretic, energia soarelui, cu o eficiență de până la 93%! Dar inițial se credea că limita superioară a eficienței maxime a celulelor solare nu este mai mare de 26%, adică, mult sub eficiența ridicată a motoarelor termice.
Panourile solare sunt utilizate în principal, până în prezent în panglica-Mose, și lumea doar pentru putere a consumatorilor autonome de putere de până la 1 kW putere radionavigaŃie
și electronice de consum redus de energie, actionari electrice si avioane experimentale. Odată cu îmbunătățirea panourilor solare, acestea vor găsi utilizarea în case pentru alimentarea cu energie independentă. și anume încălzire și apă caldă și pentru a genera energie electrică pentru iluminat și de energie electrică de uz casnic.