Sources d'énergie électrique : description, types et caractéristiques

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Les sources d'énergie électrique dans chaque localité diffèrent dans la façon dont elle est reçue. Ainsi, dans les steppes, il est plus opportun d'utiliser la puissance du vent ou de convertir la chaleur après avoir brûlé du carburant, du gaz. Dans les montagnes, là où il y a des rivières, des barrages sont construits et l'eau entraîne des turbines géantes. La force électromotrice s'obtient presque partout au détriment des autres énergies naturelles.

D'où viennent les aliments de consommation

Les sources d'énergie électrique reçoivent une tension après la transformation de la force du vent, du mouvement cinétique, du débit d'eau, du résultat d'une réaction nucléaire, de la chaleur provenant de la combustion de gaz, de carburant ou de charbon. Les centrales thermiques et les centrales hydroélectriques sont très répandues. Le nombre de centrales nucléaires diminue progressivement car elles ne sont pas entièrement sûres pour les personnes vivant à proximité.

Une réaction chimique peut être utilisée, nous voyons ces phénomènes dans les batteries de voiture et les appareils électroménagers. Les batteries pour téléphones fonctionnent sur le même principe. Les déflecteurs de vent sont utilisés dans des endroits où le vent est constant, où les sources d'énergie électrique contiennent un générateur conventionnel à haute puissance dans la conception.

Parfois, une station ne suffit pas pour alimenter toute la ville,et les sources d'énergie électrique sont combinées. Ainsi, des panneaux solaires sont installés sur les toits des maisons dans les pays chauds, qui alimentent des pièces individuelles. Progressivement, des sources respectueuses de l'environnement remplaceront les stations qui polluent l'atmosphère.

Dans les voitures

La batterie dans les transports n'est pas la seule source d'énergie électrique. Les circuits de la voiture sont conçus de telle manière que lors de la conduite, le processus de conversion de l'énergie cinétique en énergie électrique commence. Cela est dû au générateur, dans lequel la rotation des bobines à l'intérieur du champ magnétique génère l'apparition d'une force électromotrice (FEM).

Un courant commence à circuler dans le réseau, chargeant la batterie dont la durée dépend de sa capacité. La charge commence immédiatement après le démarrage du moteur. C'est-à-dire que l'énergie est générée en brûlant du carburant. Les développements récents dans l'industrie automobile ont permis d'utiliser l'EMF d'une source d'énergie électrique pour le trafic.

Dans les véhicules électriques, de puissantes batteries chimiques génèrent du courant en circuit fermé et servent de source d'alimentation. Ici, le processus inverse est observé: EMF est généré dans les bobines du système d'entraînement, ce qui fait patiner les roues. Les courants dans le circuit secondaire sont énormes, proportionnels à la vitesse d'accélération et au poids de la voiture.

Le principe de la bobine avec un aimant

Le courant circulant dans la bobine provoque un flux magnétique alternatif. Il exerce à son tour une force flottante sur les aimants, ce qui force le cadre avec deuxtourner avec des aimants de polarité opposée. Ainsi, les sources d'énergie électrique servent de nœud pour le mouvement des voitures.

Le processus inverse, lorsque le cadre avec l'aimant tourne à l'intérieur des enroulements, en raison de l'énergie cinétique, vous permet de convertir le flux magnétique alternatif en FEM des bobines. De plus, des stabilisateurs de tension sont installés dans le circuit, fournissant les performances requises du réseau d'alimentation. Selon ce principe, l'électricité est produite dans des centrales hydroélectriques, des centrales thermiques.

EMF dans le circuit apparaît également dans un circuit fermé ordinaire. Elle existe tant qu'une différence de potentiel est appliquée au conducteur. La force électromotrice est nécessaire pour décrire les caractéristiques d'une source d'énergie. La définition physique du terme ressemble à ceci: les CEM dans un circuit fermé sont proportionnelles au travail des forces externes qui déplacent une seule charge positive à travers tout le corps du conducteur.

Formule E=IR - la résistance totale est prise en compte, composée de la résistance interne de la source d'alimentation et des résultats de l'addition de la résistance de la section alimentée du circuit.

Restrictions sur l'installation de sous-stations

Tout conducteur traversé par un courant génère un champ électrique. La source d'énergie est un émetteur d'ondes électromagnétiques. Autour d'installations puissantes, dans des sous-stations ou à proximité de groupes électrogènes, la santé humaine est affectée. Par conséquent, des mesures ont été prises pour limiter les projets de construction à proximité des bâtiments résidentiels.

ActivéAu niveau législatif, des distances fixes aux objets électriques sont établies, au-delà desquelles un organisme vivant est en sécurité. La construction de sous-stations puissantes à proximité des habitations et sur le parcours des personnes est interdite. Les installations puissantes doivent avoir des clôtures et des entrées fermées.

Les lignes à haute tension sont montées au-dessus des bâtiments et sorties des colonies. Pour éliminer l'influence des ondes électromagnétiques dans la zone résidentielle, les sources d'énergie sont fermées par des écrans métalliques mis à la terre. Dans le cas le plus simple, un treillis métallique est utilisé.

Unités de mesure

Chaque valeur de la source d'énergie et du circuit est décrite par des valeurs quantitatives. Cela facilite la tâche de conception et de calcul de la charge pour une alimentation spécifique. Les unités de mesure sont interconnectées par des lois physiques.

Les unités d'alimentation sont les suivantes:

• Résistance: R - Ohm.
• EMF: E - Volt.
• Réactif et impédance: X et Z - Ohm.
• Courant: I - Amp.
• Tension: U - Volt.
• Puissance: P - Watt.

Construire des circuits d'alimentation série et parallèle

Le calcul de la chaîne devient plus compliqué si plusieurs types de sources d'énergie électrique sont connectés. La résistance interne de chaque branche et le sens du courant à travers les conducteurs sont pris en compte. Pour mesurer l'EMF de chaque source séparément, vous devrez ouvrir le circuit et mesurer le potentiel directement aux bornes de la batterie d'alimentation avec un appareil - un voltmètre.

Lorsque le circuit est fermé, l'appareil affiche une chute de tension, qui a une valeur plus petite. Plusieurs sources sont souvent nécessaires pour obtenir la nutrition nécessaire. Selon la tâche, plusieurs types de connexions peuvent être utilisées:

• Séquentiel. La FEM du circuit de chaque source est additionnée. Ainsi, lorsque vous utilisez deux batteries d'une valeur nominale de 2 volts, elles obtiennent 4 V à la suite de la connexion.
• Parallèle. Ce type est utilisé pour augmenter la capacité de la source, respectivement, il y a une durée de vie de la batterie plus longue. L'EMF du circuit avec cette connexion ne change pas avec des valeurs nominales de batterie égales. Il est important de respecter la polarité de la connexion.
• Les connexions combinées sont rarement utilisées, mais elles se produisent dans la pratique. Le calcul de la FEM résultante est effectué pour chaque section fermée individuelle. La polarité et le sens du courant des branches sont pris en compte.

Ohms d'alimentation

La résistance interne de la source d'énergie électrique est prise en compte pour déterminer la force électromotrice résultante. En général, la force électromotrice est calculée par la formule E=IR + Ir. Ici R est la résistance du consommateur et r est la résistance interne. La chute de tension est calculée selon la relation suivante: U=E - Ir.

Le courant circulant dans le circuit est calculé selon la loi d'Ohm du circuit complet: I=E/(R + r). La résistance interne peut affecter la force actuelle. Pour éviter que cela ne se produise, la source est sélectionnée pour la charge en fonction derègle suivante: la résistance interne de la source doit être très inférieure à la résistance totale totale des consommateurs. Alors il n'est pas nécessaire de prendre en compte sa valeur à cause de la petite erreur.

Comment mesurer les ohms de l'alimentation ?

Puisque sources et récepteurs d'énergie électrique doivent être appairés, la question se pose immédiatement: comment mesurer la résistance interne de la source ? Après tout, vous ne pouvez pas vous connecter avec un ohmmètre aux contacts avec les potentiels disponibles sur eux. Pour résoudre le problème, une méthode indirecte de prise d'indicateurs est utilisée - les valeurs de quantités supplémentaires sont requises: courant et tension. Le calcul est effectué selon la formule r=U/I, où U est la chute de tension aux bornes de la résistance interne et I est le courant dans le circuit sous charge.

La chute de tension est mesurée directement sur les bornes d'alimentation. Une résistance de valeur connue R est connectée au circuit. Avant de prendre des mesures, il est nécessaire de fixer l'EMF de la source avec un circuit ouvert - E avec un voltmètre. Ensuite, connectez la charge et enregistrez les lectures - U charge. et courant I.

Chute de tension souhaitée aux bornes de la résistance interne U=E − U charge. En conséquence, nous calculons la valeur requise r=(E − U load)/I.