Джерела електроенергії

В схемах радіоелектроніки джерелом електроенергії виступають також пристрої, які перетворюють її параметри (підсилювачі, перетворювачі закону зміни струму, трансформатори тощо).

Джерела, які працюють на принципі електромагнітної індукції, є основними в забезпеченні потреб в електроенергії галузей матеріального виробництва та соціальної сфери. Принцип електромагнітної індукції позволяє отримувати генератори потужністю від десятків Ва до величини понад мільйон кВа (на атомних електростанціях).

Схема будови і принципу дії такого генератора полягає в наступному: в циліндричному тілі із феромагнітного матеріалу - статорі розташовані електропровідні контури. Вздовж геометричної осі шарнірно встановлено вал, на якому коаксіальне статору жорстко закріплено ротор генератора. Ротор має також циліндричну форму і виготовлений із феромагнітного матеріалу. В поздовжніх пазах ротора розташовано обмотку (котушку) збудження магнітного потоку. При обертанні ротора зовнішніми джерелами енергії, збуджена в ньому постійним струмом напруженість Нр магнітного поля формує обертове магнітне поле в магнітопроводі із ротора та статора і згідно закону електромагнітної індукції наводить в них електрорушійну силу.Сукупність споруд, обладнання і пристроїв, що забезпечують цей процес, разом із генератором називають електростанцією. В залежності від пилу енергії, яка використовується для приведення в рух ротора генератора, електростанції поділяються на гідравлічні, вітряні, теплові та атомні. Останні відрізняються від теплових тим, що отримання водяного пару під високим тиском здійснюється не за рахунок спалювання пального (вугілля, нафти, газу тощо), а за рахунок регульованої термоядерної реакції.

В системах радіотелефонного зв'язку, автономних системах живлення вимірювальних та радіоелектронних приладів застосовують хімічні джерела електроенергії - акумулятори. При цьому для накопичення (запасання) електричних зарядів на клемах в акумуляторах використовуються електрохімічна енергія.

Термоелектричні джерела електроенергії є малопотужними і застосовуються в системах радіоелектроніки як датчики температури, терморегулятори, тобто вироблена ними енергія використовується в якості сигналів широкого для управління в таких системах.

Аналогічно можна сказати про фотоелектричні джерела. Проте на космічних апаратах вони практично є єдиним відновлюваним джерелом електроенергії. Сучасні батареї фотоелементів супутникового призначення можуть розвивати потужність до 100 Вт з 1 м2 кв. їх активної площі.

Основними характеристиками джерела електроенергії є: електрорушійна сила е, потужність Рд і внутрішній опір r0.

Електрорушійна сила - це різниця потенціалів на клемах джерела при відсутності струму, тобто при розімкнутому електричному колі.

Отже

де

Aе = (φ1 - φ2)q=eq

В формулі (5.10):

φ1- потенціал поля в точці (на клемі) 1;

φ2- потенціал поля в точці (на клемі) 2.

Якщо коло змінного струму має елементи L і С, то потужність складається із активної та реактивної енергії. В такому випадку її вимірюють, як було зазначено вище, у вольтамперах і позначають буквою S.

Отже потужність джерела електроенергії дорівнює добутку його е.p.c. на струм, викликаний цією е.p.c. Ця потужність, як було уже сказано, може складатись із активної Р, яка визначає швидкість перетворення енергії джерела в інші види та реактивної Q, яка циркулює в колі між L і С. Тоді