Получения электрического

Для получения электрической энергии нужного вида часто приходится преобразовывать энергию переменного тока в энергию постоянного тока (выпрямление) либо энергию постоянного тока — в энергию переменного тока (инвертирование).

В ряду основных производителей энергии следом за тепловыми и гидроэлектростанциями стоят атомные электростанции (АЭС). Первичным видом энергии на АЭС является энергия ядер атомов, которую преобразуют в тепловую энергию, а далее схема получения электрической энергии аналогична схеме тепловой станции.

Возможность получения электрической энергии из других видов энергии связана с тем, что на заряженные частицы кроме сил электрического поля при определенных условиях могут действовать силы, обусловленные неэлектромагнитными процессами. Эти силы, называемые сторонними, возникают при химических реакциях, нагревании контакта разнородных металлов или полупроводников, при освещении фотоэлементов и в некоторых других случаях.

СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Применяемые в современной энергетике способы получения электрической энергии сопровождаются большими потерями и основаны на расточительном использовании органического топлива. В будущем, по мере возрастания потребности в больших количествах дешевой энергии и более рационального использования природного сырья для производства продуктов химической, фармацевтической промышленности и т. п., неизбежно на смену ставшим традиционными способам преобразования энергии придут качественно новые способы, в первую очередь способы непосредственного преобразования теплоты и химической энергии в электрическую.

Способы непосредственного преобразования различных видов энергии в электрическую основываются на физических явлениях и эффектах, открытых в прошлом. Их практическое применение совершенствуется по мере прогресса в науке и технике, накопления богатого экспериментального материала и использования новейшей технологии. Однако способы непосредственного получения электрической энергии пока не конкурентоспособны со способами преобразования энергии, применяемыми на современных электрических станциях. Непосредственное получение в больших количествах электроэнергии преобразованием теплоты, химической и ядерной энергии отно-

Естественный радиоактивный распад ядер сопровождается выделением кинетической энергии частиц и Y-КВЭНТОВ. Эта энергия поглощается средой, окружающей радиоактивный изотоп, и превращается в теплоту, которую можно использовать для получения электрической энергии термоэлектрическим способом. Установки, преобразующие энергию естественного радиоактивного распада в электрическую энергию с помощью термоэле-

Рассматривая возможные способы преобразования энергии, необходимо учитывать, что в соответствии с законами физики все энергетические процессы сводятся к трансформации одного вида энергии в другой. Здесь важно то обстоятельство, что плотности потоков энергии ограничиваются физическими свойствами среды. Это, в свою очередь, практически исключает применение в энергетике больших мощностей многих казалось бы эффективных процессов трансформации энергии. Например, в топливных элементах химическая энергия окисления водорода непосредственно превращается в электрическую. Такой способ получения электрической энергии, несмотря на очень высокий КПД, равный примерно 70%, на сегодня приходится признать непригодным для промышленности из-за малой скорости диффузионных процессов в электролите и, следовательно, малой плотности энергии. Так,

Глава 2. Современные способы получения электрической

2.1. Значение законов сохранения материи и энергии при рассмотрении способов получения электрической энергии...................... 59

Энергию движущейся воды, ветра и тепловую энергию можно использовать для получения электрической энергии; этот вид энергии наиболее широко используется в технике

о частотой, равной сумме их частот, и амплитудой, определяемой интегралом по времени от произведения сигналов, поступающих в устройство. Такое преобразование эквивалентно свертке входных сигналов в реальном масштабе времени. Для перемножения сигналов могут использоваться как механизм внутренней нелинейности, возникающий в процессе взаимодействия акустических волн в пьезоэлектрическом кристалле, так и внешние нелинейные элементы (полупроводниковые элементы). Устройство типа конвольера можно использовать в корреляторах, системах приема и преобразования оптических изображений. В частности, для получения электрического сигнала построчной развертки изображения можно использовать нелинейные емкостные эффекты, вызываемые нормальной к поверхности компонентой высокочастотного поля. Может быть использован также пьезорезистивный эффект, приводящий к изменению потерь акустической волны в результате изменения сопротивления полупроводника под действием деформаций, сопровождающих акустическую волну.

Для получения электрического тока необходимо составить замкнутую цепь из проводящих веществ ( 7-3, а). Однако обнаружить контактную разность потенциалов при одинаковой температуре всех участков цепи, составленной из проводников первого рода, т. е. веществ с чисто электронной проводимостью (металлы), невозможно, поскольку потенциалы, как это нетрудно показать, при обходе по замкнутому пути взаимно уравновешиваются и суммарная э. д. с. получается равной нулю. В этом можно убедиться, рассматривая наиболее простое соединение, когда цепь составлена рис 7_3 только из двух металлов ( 7-3, б). В этом случае обе контактные э. д. с. равны и направлены друг против друга.

Применение электрических машин и трансформаторов в народном хозяйстве не ограничивается перечисленными областями производства электрической энергии, передачи ее и преобразования в механическую. В автоматическом управлении и регулировании электрические машины часто используются для получения информации о состоянии системы или для преобразования сигнала управления. В качестве элементов схем автоматики применяются специальные электрические машины: усилители — для усиления электрического сигнала, тахогенераторы — для получения электрической информации о скорости вращения вала, вращающиеся трансформаторы — для получения электрического сигнала, пропорционального углу поворота вала или тригонометрической функции этого угла, сельсины — для согласованного поворота (вращения) двух или нескольких валов, управляемые двигатели — для преобразования электрического сигнала в механическую энергию, шаговые двигатели — для преобразования сигнала в поворот вала на фиксированный угол.

Асинхронные тахогенераторы, так же как и тахогенераторы постоянного тока, применяются для получения электрического .сигнала, пропорционального скорости вращения.

Припой — это сплав для пайки, которая применяется для получения электрического соединения с малым сопротивлением. Припой должен иметь температуру плавления значительно более низкую, чем металл соединяемых деталей (проводов), чтобы при нагревании он плавился, а металл соединяемых деталей оставался твердым. Припой покрывает поверхность соединяемых деталей и заполняет зазоры между ними. Припой диффундирует в металл деталей, в результате промежу-

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА - ОСНОВА КОНСТРУИРОВАНИЯ ДАТЧИКОВ СИЛЫ

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА 149

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА 157