Līdzstrāvas avoti

Līdzstrāva ir strāva, kas gandrīz (tā kā pasaulē nav nekā perfekta) mainās laikā, ne lielumā, ne virzienā. Vēsturiski pirmie līdzstrāvas avoti bija tikai ķīmiski. Sākumā tos pārstāvēja tikai galvaniskās šūnas, vēlāk parādījās baterijas.

Galvaniskajiem elementiem un baterijām ir stingri noteikta polaritāte, un strāvas virziens tajās spontāni nemainās, tāpēc ķīmisko strāvas avoti - tie galvenokārt ir līdzstrāvas avoti.

Galvaniskā šūna

AA AA akumulators ir lielisks mūsdienu galvaniskās šūnas piemērs. Cilindriskā sārma baterija (kuru viņiem patīk saukt par sārmainu, savukārt vārds sārmains tiek tulkots kā sārmains) satur kālija hidroksīda šķīdumu kā elektrolītu iekšpusē. Mangāna dioksīds atrodas uz akumulatora pozitīvā pola, un cinks pulvera veidā - uz negatīvā.

Kad ārējā akumulatora ķēde noslēdzas ar slodzi, pie anoda (negatīvs pols) notiek cinka oksidācijas ķīmiskā reakcija, un tajā pašā laikā katodu (pozitīvo polu) reducē līdz tetravalentam mangāna oksīdam līdz trīsvērtīgam mangāna oksīdam.

Rezultātā caur ārēju slodzes shēmu elektroni no negatīvā pola virzās uz pozitīvo polu. Tādējādi darbojas līdzstrāvas avots - galvaniskā šūna.

Ķīmiskais process galvaniskajā šūnā nav atgriezenisks, tas ir, mēģināt to uzlādēt ir bezjēdzīgi. Spriegums starp jaunā pirksta akumulatora poliem ir 1,5 volti, kas ir saistīts ar to vielu potenciālu, kuras iesaistītas ķīmiskajā reakcijā tajā.

Akumulators

Litija jonu akumulatoru, atšķirībā no akumulatora, pēc izlādes var atkal uzlādēt, jo tajā esošais ķīmiskais process ir atgriezenisks. Pēc izskata akumulators darbojas kā akumulators, tas ir, tas arī dod tikai tiešu strāvu slodzes ķēdē, bet akumulatora ietilpība parasti ir lielāka nekā aptuveni tāda paša izmēra akumulatoram.

Litija akumulatora izlādes laikā ķīmiskā reakcija pie anoda (negatīvs elektrods) sastāv no litija atdalīšanas no oglekļa un tā pārvēršanā par sāli pie katoda (pozitīvs elektrods). Uzlādējot, litija joni atkal nonāk oglē uz anoda.

Potenciālā starpība starp litija jonu akumulatora poliem var sasniegt 4,2 voltus. Maksimālā strāva ir atkarīga no akumulatora iekšpusē esošo elektrodu mijiedarbības laukuma ar elektrolītu un attiecīgi viens ar otru.

Ģenerators

Rūpnieciskā mērogā līdzstrāvu iegūst, izmantojot līdzstrāvas ģeneratori. Parasti šādas mašīnas statorā ir fiksēti magnēti vai elektromagnēti, kas rotējošās ķēdēs saskaņā ar elektromagnētiskās indukcijas likumu rada EML.

Katra rotējošā ķēde ir savienota ar suku savācēja komplekta kontakta plāksnēm, caur kurām radītā strāva tiek noņemta caur fiksētajām sukām. Tā kā kontūras saskaras ar pozitīvajām un negatīvajām sukām tikai tad, kad iet garām noteiktiem statora magnētiskajiem poliem, strāvu ārējā ķēdē iegūst ar rektificētu mainīgo, tas ir, ar pulsējošu konstanti.

Strāvas stiprums ir atkarīgs no vadu šķērsgriezuma, statora magnētiskā lauka indukcijas un statora laukuma. Sprieguma lielums - no ģeneratora rotora griešanās ātruma un no statora magnētiskā lauka indukcijas.

Saules baterija

Saules paneļi nodrošina arī līdzstrāvu.Saules gaismas fotoni, kas iekļūst fotoelementā, rada pozitīvi lādētu caurumu un negatīvi lādētu elektronu kustību caur pn krustojumu, un tādējādi ārējā ķēdē tiek iegūta līdzstrāva.

Jo lielāks ir kopējais saules bateriju laukums - jo vairāk elektronu un caurumu piedalās strāvas veidošanā, jo lielāku strāvu var iegūt no saules baterijas. Saules baterijas radītais spriegums ir atkarīgs no saules gaismas intensitātes un no virknē savienoto fotoelementu skaita, kas ir daļa no saules baterijas.

Transformators ar taisngriezi

Iepriekš elektroniskās iekārtās līdzstrāvas iegūšanai, kad strāvas avots tika piegādāts no mājsaimniecības maiņstrāvas tīkla, ļoti bieži tika izmantoti barošanas bloki ar transformatoriem uz dzelzs. Maiņstrāvas spriegums tika samazināts, izmantojot transformatoru, un pēc tam izlīdzināja, izmantojot cauruli vai diodes taisngriezis.

Pēc taisngrieža šādā shēmā vienmēr ir filtrs, kas sastāv no vismaz kondensators, un labākajā gadījumā - no kondensatora un induktora, un pat no tranzistora sprieguma regulatora, it īpaši, ja strāvas avotam jābūt regulējamam.

Spriegums pie šādas barošanas avota izejas ir atkarīgs no transformatora sekundārā tinuma pagriezienu skaita, un maksimālā strāvas vērtība ir atkarīga no transformatora nominālās jaudas.

Komutācijas barošana

Mūsdienās elektroniskās iekārtās līdzstrāvas ražošanai barošanas avoti ar zemfrekvences transformatoriem uz dzelzs gandrīz netiek izmantoti, viņi nāca tos aizstāt komutācijas barošanas bloki. Tajos rektificētu tīkla spriegumu vispirms samazina ar augstfrekvences transformatoru un tranzistora slēdžiem, un pēc tam izlīdzina. Strāva caur filtru tiek novadīta uz filtra kondensatoru.

Komutācijas barošanas bloka dizains ir daudz mazāks nekā ar transformatoru uz dzelzs. Bet izejas strāvā ir vairāk trokšņu. Tāpēc, izstrādājot komutācijas barošanas avotus, īpaša uzmanība tiek pievērsta strāvas filtrēšanai izejā uz slodzi.

Spriegums pie komutācijas barošanas avota izejas ir atkarīgs no elektroniskās shēmas ierīces, un maksimālā strāva ir atkarīga no augstfrekvences transformatora lieluma un shēmas elektronisko komponentu kvalitātes.

Kondensators un jonistors

Noteiktā nozīmē elektrisko kondensatoru var saukt par tiešas elektriskās strāvas avotu. Kondensators uzkrāj elektrisko enerģiju pastāvīga elektriskā lauka veidā starp plāksnēm, un pēc tam šo enerģiju var dot tiešas strāvas vai impulsa izlādes veidā. Gan tas, gan otrs faktiski - līdzstrāva, kas atšķiras tikai ar manifestācijas ilgumu.

Bet šodien elektrolītiskie kondensatori ir pieejami ar milzīgu ietilpību tūkstošiem vai vairāk mikrofaradu. Īpaša veida kondensators ir jonistoru (superkondensatoru) - Tas aizņem starpposmu starp akumulatoru un kondensatoru.

Ķīmiskie procesi jonistorā notiek gandrīz ar tādu pašu ātrumu kā kondensatorā, taču atšķirībā no akumulatora jonistatoram ir zemāka iekšējā pretestība, kas dod iespēju ilgāku laiku no jonizatoriem iegūt lielas tiešās strāvas. Jo lielāks ir kondensators, jo lielāku un garāku strāvu var iegūt ar to.

Kā notiek AC labošana

Līdzstrāvas sprieguma regulēšana

Kura strāva ir bīstamāka, tieša vai mainīga?

Kā darbojas sensori un skavas mērītāji tiešās un maiņstrāvas mērīšanai