|
| |
|
Слаботочка Книги 2. Какие вытрямителыпые схемы и с какими вентилями целесообразно применять для выпрямления: а) больших мощностей при низком напряжении и больших токах; б) малых мощностей при высоком напряжении и малых токах; в) малых мощностей при низком напряжении и большом токе? 3. Для каких типов вентилей допустима работа на нагрузку с емкостной реакцией и для каких-с индук-тинной реакцией? 4. Какую схему фильтра целесообразно применять: а) при малых токах нагрузки и малых мощностях; б) при больших мощностях и больших токах нагрузки; в) при малых мощностях и больших токах нагрузки. 5. Какую схему регулирования выпрямленного напряжения целесообразно 1применять: а) при малых токах нагрузки; б) при больших токах нагрузки? 6. Какой тип стабилизатора целесообразно выбирать при импульсном характере нагрузки? 7. Какие из известных вам типов стабилизаторов обладают наименьшей инерционностью? 8. Какие дополнительные элементы (кроме трансформаторов, вентилей, фильтров и стабилизирующей части) должны содержать принципиальные электрические схемы выпрямительных устройств? ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ 11-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Электрическая энергия постоянного тока может быть получена не только путем многократного преобразования различных видов энергии, но и путей непосредственного (однократного) преобразования какого-либо одного вида энергии (химической, тепловой, световой и т. д.) в энергию электрическую. В настоящее время известно большое количество практически используемых систем непосредственного преобразования энергии - химические источники тока, термоэлектрогенераторы, фотоэлектрические преобразователи. 18 и. и. Белопольский. 273 Химическими источниками тока называются такие системы, в которых химическая энергия различных веществ непосердственно преобразуется в электрическую. Все существующие источники химической энергии делятся на первичные (гальванические элементы) и вторичные (аккумуляторы). В основу действия любого гальванического элемента или аккумулятора всегда положена та или иная электрохимическая система, т. е. совокупность веществ (активных материалов), в результате химического взаимодействия которых может быть лолу-чена электрическая энергия. Так, причиной появления э. д. с. между электродами гальванического элемента является .возникновение электролитической разности потенциалов между каждым из электродов и электролитом. Электрохимические системы, лежащие в основе гальванических элементов, практически необратимы, поэтому они могут быть иапользованы лишь до тех пор, пока не будет исчерпан запас химич-еской энергии, заключенной в активных материалах. В аккумуляторах используются практически обратимые электрохимические системы, запас химической энергии в которых создается во время процесса, называемого зарядом. Во время заряда входящие в состав аккумуляторов материалы преобразуются в такое состояние, при котором они могут вступать между собой в соединение с выделением электрической анергии. Таким образом, в аккумуляторе происходит двойное превращение энергии: при заряде совершается переход электрической энергии в химическую, а во время работы аккумуляторов как источников электрического тока, т. е. в процессе их разряда, созданный зарядом запас химической энергии переходит снова в энергию электрическую. Химические источники анергии имеют ряд достоинств- они всегда готовы к действию, обладают небольшим внутренним сопротивлением и в силу этого обеспечивают достаточную стабильность напряжения как в процессе длительной работы, так и при изменении нагрузки. Однако в силу присущих им недостатков (большому весу на единицу отдаваемой мощности, значительной зависимости выходного напряжения от температуры окружающей среды и другим) они применяют- ?7-1 ся сравнительно редко и только в тех случаях, когда применение других источников энергии невозможио. Термоэлектрогенераторами называются системы, ,в которых тепловая энергия внешнего источника непо-средстванно преобразуется в электрическую. Их действие основано на использовании тер;МОэлектрического эффекта, сущность которого заключается в том, что при нагревании места соединения (спая) двух разных металлов или полупроводников между их свободными концами, имеющими более низкую температуру, возникает разность потенциалов (термо-э. д. с). Современные конструкции термоэлектрогенераторов имеют ббльший срок службы ло сравнению с гальваническими элементами и обеспечивают получение большой мощности на единицу веса. Термоэлектрогенераторы не боятся коротких замыканий и выдерживают любые сроки хранения, что выгодно отличает их от всех электрохимических источников тока. К числу недостатков термоэлектрогенераторов следует отнести значительную величину внутреннего сопротивления и, как следствие этого, большую зависимость выходного напряжения от нагрузки. Фотоэлектрическими преобразователями (солнечными батареями) называются системы, в которых световая (солнечная) энергия непоаредствеяно преобразуется в энергию электрическую. Этот метод прямого преобразования, в отличие от указанного выше термоэлектрического метода, исключает промежуточное преобразование солнечной энергии в тепловую и является поэтому более эффективным. Действие фотоэлектрического преобразователя основано на использовании фотоэлектрического эффекта, который заключается в том, что при освещении р-п перехода в полупроводниковом кристалле на его зажимах возникает разность потенциалов (фо-то-э. д. ,с.). В последние годы были достигнуты большие успехи в области развития кремниевых солнечных батарей, являющихся в настоящее время единственными источниками энергии с длительным сроком службы, пригодными для использования в космических летательных аппаратах. Это объясняется тем, что кремниевые солнечные батареи обладают малым весом, более надежны в работе и имеют более высокий к. п. д., чем другие рассмотрен-8* 275 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 [89] 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 |