838 Shares 4336 views

Courant électrique, sources de courant électrique: définition et essence

Du fait de la physique, tout le monde sait qu'un courant électrique signifie un mouvement ordonné ordonné de particules portant une charge. Pour le produire, un champ électrique se forme dans le conducteur. Il en va de même pour que le courant électrique continue d'exister pendant longtemps.


Les sources de courant électrique peuvent être:

  • Statique;
  • Chimie;
  • Mécanique;
  • Semiconducteur.

Dans chacun d'eux, le travail est effectué, où les particules chargées différemment sont séparées, c'est-à-dire que le champ électrique de la source actuelle est créé. Séparant, ils s'accumulent aux pôles, dans les endroits où les conducteurs sont connectés. Lorsque les pôles sont connectés par un conducteur, des particules avec une charge commencent à se déplacer et un courant électrique est formé.

Sources de courant électrique: invention de la machine électrique

Jusqu'au milieu du dix-septième siècle, il a fallu beaucoup d'efforts pour obtenir un courant électrique. Dans le même temps, un nombre croissant de scientifiques traitant de cette question. Et Otto von Guericke a inventé la première voiture électrique du monde. Dans une expérience avec le soufre, il a fondu à l'intérieur d'une boule de verre creuse, solidifié et brisé le verre. Gerike a renforcé le ballon afin qu'il puisse être tordu. En le tournant et en pressant un morceau de cuir, il a reçu une étincelle. Cette friction a considérablement atténué la réception à court terme de l'électricité. Mais les problèmes plus difficiles n'ont été résolus qu'avec le développement de la science.

Le problème était que les accusations de Gerica ont rapidement disparu. Pour augmenter la durée de la charge, les corps ont été placés dans des récipients fermés (bouteilles en verre), et le matériau électrifié était de l'eau avec un clou. L'expérience a été optimisée lorsque la bouteille des deux côtés a été recouverte d'un matériau conducteur (feuilles, par exemple). En conséquence, nous avons réalisé que nous pourrions nous passer de l'eau.

Les jambes de la grenouille comme source de courant

Une autre façon d'obtenir de l'électricité a été découverte par Luigi Galvani. En tant que biologiste, il a travaillé dans un laboratoire où il a expérimenté l'électricité. Il a vu une grenouille morte couper son pied quand il était excité d'une étincelle de la voiture. Mais un jour, le même effet a été réalisé accidentellement, lorsque le scientifique l'a touché avec un scalpel en acier.

Il a commencé à rechercher les raisons de l'apparition d'un courant électrique. Les sources de courant électrique, selon sa conclusion finale, étaient dans les tissus d'une grenouille.

Un autre Italien, Alessandro Volta, a prouvé l'incohérence de la nature "grenouille" de l'actuel. On a observé que le plus grand courant apparaissait lorsque du cuivre et du zinc ont été ajoutés à une solution d'acide sulfurique. Cette combinaison s'appelle un élément galvanique ou chimique.

Mais l'utilisation d'un tel outil pour générer des CEM serait trop coûteuse. Par conséquent, les scientifiques ont travaillé sur une autre manière, mécanique, d'extraire l'énergie électrique.

Comment un générateur conventionnel est-il arrangé?

Au début du XIXe siècle G.H. Oersted a découvert que lorsque le courant traversait le conducteur, un champ d'origine magnétique est apparu. Un peu plus tard, Faraday a découvert que lorsque les lignes de champ traversent ce champ, une EMF est induite dans le conducteur, ce qui provoque un courant. Le CEM varie en fonction de la vitesse de déplacement et des conducteurs eux-mêmes, ainsi que de la force du champ. Au croisement de cent millions de lignes de force par seconde, la CEM induite est devenue égale à une Volt. Il est clair que la conduite manuelle dans un champ magnétique n'est pas capable de produire un courant électrique important. Les sources de courant électrique de ce type se sont montrées beaucoup plus efficacement avec l'enroulement du fil sur une grande bobine ou le produisent sous la forme d'un tambour. La bobine a été placée sur l'arbre entre l'aimant et l'eau tournante ou la vapeur. Une telle source de courant mécanique est inhérente aux générateurs conventionnels.

Great Tesla

Un scientifique ingénieux de Serbie Nikola Tesla, ayant consacré sa vie à l'électricité, a fait de nombreuses découvertes, que nous utilisons aujourd'hui. Machines électriques multiphasées , moteurs électriques asynchrones , transmission de puissance par un courant alternatif polyphasé – ce n'est pas la liste complète des inventions du grand scientifique.

Beaucoup de gens sont sûrs que le phénomène en Sibérie, appelé la météorite de Tunguska, a effectivement causé Tesla. Mais, probablement, l'une des inventions les plus mystérieuses est un transformateur capable de recevoir une tension de jusqu'à quinze millions de volts. Insolite est à la fois son appareil et les calculs qui ne sont pas légalement reconnus. Mais à l'époque, ils ont commencé à développer la technologie du vide, dans lequel il n'y avait pas d'ambiguïtés. Par conséquent, l'invention du scientifique pour l'époque oubliée.

Mais aujourd'hui, avec l'avènement de la physique théorique, son travail a renouvelé son intérêt. L'éther a été reconnu comme un gaz, auquel s'appliquent toutes les lois de la mécanique du gaz. C'est à partir de là que le grand Tesla a tiré de l'énergie. Il convient de noter que la théorie éthérique était très fréquente dans le passé parmi de nombreux scientifiques. Seulement avec l'émergence de STR – la théorie spéciale de la relativité d'Einstein, dans laquelle il a nié l'existence de l'éther – a été oubliée, bien que la théorie générale formulée plus tard ne l'ait pas contesté en tant que tel.

Mais pour l'instant, examinons plus en détail le courant électrique et les dispositifs qui sont omniprésents aujourd'hui.

Développement de dispositifs techniques – sources actuelles

De tels dispositifs permettent de convertir une énergie différente en énergie électrique. Malgré le fait que les méthodes physiques et chimiques d'obtention de l'énergie électrique ont été découvert il y a longtemps, elles n'étaient largement répandues que dans la seconde moitié du vingtième siècle, lorsque l'électronique radioélectrique a commencé à se développer rapidement. Les cinq paires galvaniques initiales ont été reconstituées avec 25 autres types. Théoriquement, les paires galvaniques peuvent compter plusieurs milliers, car l'énergie libre peut être réalisée sur un oxydant et un agent réducteur.

Sources physiques d'actualité

Les sources physiques de courant ont commencé à se développer un peu plus tard. La technologie moderne a fait des exigences de plus en plus strictes, et les générateurs thermiques et thermioniques industriels ont réussi à faire face à des tâches croissantes. Les sources physiques de courant sont des dispositifs où les rayonnements thermique, électromagnétique, mécanique et énergétique des rayonnements et la désintégration nucléaire sont transformés en électriques. En plus de ce qui précède, ils comprennent également des générateurs électriques, MHD, ainsi que des employés pour la conversion des rayonnements solaires et de la désintégration atomique.

Afin que le courant électrique dans le conducteur ne disparaisse pas, une source externe est nécessaire pour maintenir la différence de potentiel aux extrémités du conducteur. Pour ce faire, il existe des sources d'énergie qui ont une force électromotrice pour créer et maintenir une différence potentielle. L'EMF de la source de courant électrique est mesuré par le travail effectué lors du transport de la charge plus dans l'ensemble du circuit fermé.

La résistance à l'intérieur de la source actuelle le caractérise quantitativement, en déterminant la quantité de perte d'énergie au fur et à mesure qu'elle traverse la source.

La puissance et l'efficacité sont égales au rapport de la tension dans le circuit électrique externe à la CEM.

Sources chimiques actuelles

La source chimique de courant dans le circuit électrique de l'EMF est un dispositif où l'énergie des réactions chimiques est convertie en réactions électriques.

Il est basé sur deux électrodes: un réducteur à charge négative et un oxydant à charge positive qui entrent en contact avec l'électrolyte. Entre les électrodes, il existe une différence de potentiel, EMF.

Dans les appareils modernes souvent utilisés:

  • En tant qu'agent réducteur – plomb, cadmium, zinc et autres;
  • Oxydant – hydroxyde de nickel, oxyde de plomb, manganèse et autres;
  • Electrolyte – solutions d'acides, d'alcalis ou de sels.

Éléments secs très utilisés du zinc et du manganèse. Prenez un vase de zinc (avec une électrode négative). À l'intérieur, mettre une électrode positive avec un mélange de dioxyde de manganèse avec du charbon ou de la poudre de graphite, ce qui réduit la résistance. L'électrolyte est une pâte d'ammoniaque, d'amidon et d'autres constituants.

Un accumulateur à plomb acide est le plus souvent une source secondaire de courant chimique dans un circuit électrique à haute puissance, fonctionne de manière stable et a un faible coût. Des batteries de ce type sont utilisées dans divers domaines. Ils sont souvent préférés pour les batteries de démarrage, particulièrement utiles pour les voitures, où elles sont généralement des monopolistes.

Une autre batterie commune est constituée de l'oxyde de nickel et de l'oxyde de nickel (cathode) et de l'électrolyte (une solution aqueuse de potassium ou de sodium). Le matériau actif est disposé dans des tubes en acier nickelés.

L'utilisation de cette espèce a diminué après un incendie à l'usine d'Edison en 1914. Toutefois, si vous comparez les caractéristiques du premier et du deuxième type de piles, il s'avère que le fonctionnement du nickel-fer peut être plusieurs fois plus long que l'acide à base de plomb.

Alternateurs AC et DC

Les générateurs sont des dispositifs qui visent à convertir l'énergie mécanique en énergie électrique.

Le générateur de courant continu le plus simple peut être représenté comme un cadre constitué d'un conducteur qui a été placé entre les pôles magnétiques et les extrémités ont été connectées à des séances isolées (collecteur). Pour que l'appareil fonctionne, il est nécessaire d'assurer la rotation du cadre avec le collecteur. Ensuite, il induira un courant électrique, changeant sa direction sous l'influence de lignes de force magnétiques. Dans la chaîne externe, il va dans une seule direction. Il s'avère que le collecteur redresse le courant alternatif, qui est produit par le cadre. Pour obtenir un courant constant, le collecteur est constitué de trente-six plaques ou plus, et le conducteur est constitué d'une pluralité de cadres sous la forme d'un enroulement d'induit.

Considérons le but de la source actuelle dans le circuit électrique. Nous allons savoir quelles sont les autres sources existantes.

Circuit électrique: courant, courant, source de courant

Le circuit électrique se compose d'une source de courant qui, avec d'autres objets, crée un chemin pour le courant. Et les concepts de CEM, courant et tension révèlent les processus électromagnétiques qui se déroulent en même temps.

Le circuit électrique le plus simple consiste en une source de courant (batterie, cellule galvanique, générateur, etc.), des consommateurs d'énergie (chauffages électriques, moteurs électriques, etc.), ainsi que des fils reliant les bornes de la source de tension et du consommateur.

Le circuit électrique comporte des pièces internes (source d'alimentation) et externes (fils, interrupteurs et couteaux, instruments de mesure).

Il fonctionnera et n'a une valeur positive que si un circuit fermé est fourni. Toute rupture entraîne l'arrêt du courant.

Le circuit électrique se compose d'une source de courant sous forme de cellules galvaniques, d'électroaccumulateurs, de générateurs électromécaniques et thermoélectriques, de photocellules, etc.

Les récepteurs électriques sont des moteurs électriques qui transforment l'énergie en dispositifs mécaniques, d'éclairage et de chauffage, d'installations d'électrolyse, etc.

L'équipement auxiliaire est l'appareil de mise sous / hors tension, les appareils de mesure et les mécanismes de protection.

Tous les composants sont divisés en:

  • Actif (où le circuit électrique se compose d'une source de courant électrique, de moteurs électriques, de batteries, etc.);
  • Passif (y compris les récepteurs électriques et le câblage de connexion).

La chaîne peut également être:

  • Linéaire, où la résistance de l'élément est toujours caractérisée par une ligne droite;
  • Non linéaire, où la résistance dépend de la tension ou du courant.

Voici le schéma le plus simple, où une source de courant, une clé, une lampe électrique, un rhéostat sont inclus dans le circuit.

Malgré l'utilisation largement répandue de tels dispositifs techniques, surtout ces dernières années, les gens se demandent de plus en plus sur l'installation de sources d'énergie alternatives.

Diversité des sources d'énergie électrique

Quelles sources de courant électrique existent encore? Ce n'est pas seulement le soleil, le vent, la terre et les marées. Ils sont déjà devenus des sources officielles d'électricité alternatives.

Je dois dire qu'il y a beaucoup de sources alternatives. Ils ne sont pas communs, car ils ne sont pas encore pratiques et pratiques. Mais, qui sait, peut-être que l'avenir sera juste derrière eux.

Ainsi, l'énergie électrique peut être obtenue à partir d'eau salée. En Norvège, une centrale électrique a déjà été établie qui utilise cette technologie.

Les stations électriques peuvent également fonctionner sur des piles à combustible avec des électrolytes à l'oxyde solide.

Les générateurs piézoélectriques connus pour recevoir de l'énergie en raison de l'énergie cinétique sont connus (les chemins de piétons, les policiers couchés, les tourniquets et même les pistes de danse existent déjà avec cette technologie).

Il existe également des nano-générateurs, qui visent à convertir l'énergie dans le corps humain en électrique.

Et qu'en est-il des algues qui abritent des maisons, des épées de football qui génèrent de l'électricité, des bicyclettes qui peuvent charger des gadgets, et même du papier finement haché utilisé comme source de courant?

Bien sûr, d'énormes perspectives appartiennent au développement de l'énergie volcanique.

Tout cela est la réalité d'aujourd'hui, sur laquelle travaillent les scientifiques. Il est possible que certains d'entre eux deviennent très vite un phénomène complètement familier, comme l'électricité dans les maisons d'aujourd'hui.

Peut-être que quelqu'un divulguera les secrets du scientifique Nikola Tesla, et l'humanité pourra-t-elle facilement recevoir de l'électricité?