DC-källor

En likström är en ström som nästan (eftersom det inte finns något ideal i världen) förändras i tid, varken i storlek eller riktning. Historiskt sett var de första likströmskällorna uteslutande kemiska. Till en början representerades de endast av galvaniska celler, och senare dök batterier upp.

De galvaniska cellerna och batterierna har en strikt definierad polaritet, och strömriktningen i dem ändras inte spontant, därför kemiska strömkällor - det här är i grund och botten likströmskällor.

Galvanisk cell

AA AA-batteriet är ett utmärkt exempel på en modern galvanisk cell. Ett cylindriskt alkaliskt batteri (som de gillar att kalla alkaliskt, medan ordet alkaliskt översätts som alkaliskt) innehåller en lösning av kaliumhydroxid som en elektrolyt inuti. Mangandioxid är på batteriets positiva pol, och zink i form av pulver är negativt.

När den externa batterikretsen stängs till en belastning inträffar en zinkoxidationskemisk reaktion vid anoden (negativ pol), och samtidigt reduceras katoden (positiv pol) till tetravalent manganoxid till trivalent manganoxid.

Som ett resultat kör elektroner från den negativa polen mot den positiva polen genom en extern belastningskrets. Så här fungerar en likströmskälla - en galvanisk cell.

Den kemiska processen i en galvanisk cell är inte reversibel, det vill säga att försöka ladda den är värdelös. Spänningen mellan polerna i det nya fingerbatteriet är 1,5 volt, vilket beror på potentialen hos de ämnen som är involverade i den kemiska reaktionen inuti det.

batteri

Ett litiumjonbatteri, till skillnad från ett batteri, kan laddas igen efter urladdning, eftersom den kemiska processen i det är reversibel. I utseende fungerar batteriet som ett batteri, det vill säga det ger bara likström till lastkretsen, men kapaciteten hos ett batteri är vanligtvis större än för ett batteri av ungefär samma storlek.

Under urladdningen av ett litiumbatteri består den kemiska reaktionen vid anoden (negativ elektrod) i separationen av litium från kol och dess omvandling till salt vid katoden (positiv elektrod). Och vid laddning passerar litiumjoner igen till kol på anoden.

Potentialskillnaden mellan polerna i ett litiumjonbatteri kan nå upp till 4,2 volt. Den maximala strömmen beror på interaktionsområdet för elektroderna inuti batteriet med elektrolyten och följaktligen med varandra.

generator

I industriell skala erhålls likström med hjälp av likströmsgeneratorer. Som regel finns det på statorn i en sådan maskin fasta magneter eller elektromagneter som inducerar EMF i de roterande kretsarna enligt lagen för elektromagnetisk induktion.

De roterande kretsarna är vardera anslutna till kontaktplattorna på borstsamlaraggregatet, genom vilka den genererade strömmen tas bort via de fasta borstarna. Eftersom kretsarna är i kontakt med de positiva och negativa borstarna endast när de passerar förbi vissa magnetiska poler i statorn, erhålls strömmen i den externa kretsen av en likriktad variabel, det vill säga en pulserande konstant.

Strömstyrkan beror på tvärsnittet av ledningarna, induktionen av magnetfältet för statorn och statorns område. Spänningens storlek - från generatorens rotorhastighet och från statorns magnetfält.

Solcell

Solpaneler ger också likström.Solskenets fotoner som kommer in i fotocellen orsakar rörelse av positivt laddade hål och negativt laddade elektroner genom pn-övergången, och en likström erhålls således i den externa kretsen.

Ju större den totala arean av solcellerna - desto fler elektroner och hål deltar i bildandet av ström, desto mer ström kan erhållas från solbatteriet. Det genererade spänningen i solbatteriet beror på solljusets intensitet och på antalet fotoceller anslutna i serie som ingår i solbatteriets utformning.

Transformator med likriktare

Tidigare, i elektronisk utrustning för att erhålla likström, användes kraftförsörjningar med transformatorer på järn mycket ofta när de drivs från ett hushållsnätverk. Den växlande nätspänningen sänktes med hjälp av en transformator och korrigerades sedan med ett rör eller diodlikriktare.

Efter likriktaren i en sådan krets finns det alltid ett filter som består av åtminstone kondensator, och i bästa fall - från en kondensator och induktor, och till och med en transistorspänningsregulator, särskilt om strömkällan måste vara justerbar.

Spänningen vid utgången från en sådan kraftförsörjning beror på antalet varv för transformatorns sekundära lindning, och det maximala strömvärdet beror på transformatorns nominella effekt.

Strömförsörjning

I dag används nästan inte elektroniska apparater för produktion av likström med lågfrekventa transformatorer på järn, de kom för att ersätta dem växlar strömförsörjning. I dem reduceras först den likriktade nätspänningen med en högfrekvent transformator och transistoromkopplare och därefter korrigeras. Ström dirigeras genom filtret till filterkondensatorn.

Konstruktionsströmförsörjningen är mycket mindre än med en transformator på järn. Men det finns mer brus i utgångsströmmen. Därför ägnas särskild uppmärksamhet åt att filtrera utgångsströmmen till lasten vid utformning av växelströmsförsörjning.

Spänningen vid utgången från omkopplingströmförsörjningen beror på enheten i den elektroniska kretsen, och den maximala strömmen beror på storleken på högfrekvenstransformatorn och kvaliteten på de elektroniska komponenterna på kretsen.

Kondensator och Ionistor

I en viss mening kan en elektrisk kondensator kallas en källa för likström. En kondensator ackumulerar elektrisk energi i form av ett konstant elektriskt fält mellan dess plattor, och kan sedan ge denna energi i form av en likström eller pulsad urladdning. Både det och en annan i själva verket - en likström som endast skiljer sig under manifestationens varaktighet.

Men idag finns elektrolytkondensatorer tillgängliga i enorma kapaciteter på tusentals eller fler mikrofarad. En speciell typ av kondensator är jonistor (superkapacitor) - Det tar en mellanliggande plats mellan batteriet och kondensatorn.

Kemiska processer i jonistorn fortsätter med nästan samma hastighet som i kondensatorn, men till skillnad från batteriet har jonistorn ett lägre inre motstånd, vilket gör det möjligt att erhålla stora direkta strömmar från jonistorerna under en längre tid. Ju större kondensatorn är, desto större och längre ström kan erhållas med den.

Hur AC-rättelse

DC-spänningsreglering

Vilken ström är farligare, direkt eller växlande?

Hur sensorer och klämmetrar fungerar för att mäta likström och växelström