DC zdroje

Stejnosměrný proud je proud, který se téměř (protože na světě není nic ideálního) mění v čase, ani ve velikosti, ani ve směru. Historicky byly první zdroje stejnosměrného proudu výhradně chemické. Zpočátku byly zastoupeny pouze galvanickými články a později se objevily baterie.

Galvanické články a baterie mají přesně definovanou polaritu a směr proudu v nich se spontánně nemění, proto se chemické zdroje proudu - jedná se v podstatě o stejnosměrné zdroje.

Galvanická buňka

Baterie AA AA je příkladem moderního galvanického článku. Válcová alkalická baterie (kterou rádi nazývají alkalickou, zatímco slovo alkalická se překládá jako alkalická) obsahuje uvnitř uvnitř roztok elektrolytu. Oxid manganičitý je na kladném pólu baterie a zinek ve formě prášku je na záporném.

Když se obvod externí baterie uzavře na zátěž, nastane na anodě (záporný pól) chemická reakce na oxidaci zinku a současně se katoda (kladný pól) redukuje na čtyřmocný oxid manganičitý na trojmocný oxid manganičitý.

Výsledkem je, že elektrony běží od záporného pólu k kladnému pólu přes obvod vnější zátěže. Takto funguje zdroj stejnosměrného proudu - galvanický článek.

Chemický proces v galvanickém článku není reverzibilní, to znamená, že pokus o nabití je zbytečný. Napětí mezi póly nové prstové baterie je 1,5 V, což je způsobeno potenciálem látek zapojených do chemické reakce uvnitř.

Baterie

Lithium-iontová baterie, na rozdíl od baterie, může být znovu nabita po vybití, protože chemický proces v ní je reverzibilní. Z hlediska vzhledu baterie funguje jako baterie, to znamená, že zátěžovému obvodu dává pouze stejnosměrný proud, ale kapacita baterie je obvykle větší než kapacita baterie přibližně stejné velikosti.

Během vybíjení lithiové baterie chemická reakce na anodě (záporná elektroda) spočívá v oddělení lithia od uhlíku a jeho přeměně na sůl na katodě (kladná elektroda). A při nabíjení lithiové ionty opět přecházejí na uhlík na anodě.

Potenciální rozdíl mezi póly lithium-iontové baterie může dosáhnout až 4,2 voltu. Maximální proud závisí na oblasti interakce elektrod uvnitř baterie s elektrolytem, ​​a tedy i na sobě.

Generátor

V průmyslovém měřítku je stejnosměrný proud získáván pomocí dc generátory. Na statoru takového stroje jsou zpravidla pevné magnety nebo elektromagnety, které indukují EMF v rotujících obvodech podle zákona elektromagnetické indukce.

Rotační obvody jsou každý spojeny s kontaktními deskami sestavy kartáč-kolektor, skrz které je generovaný proud odstraněn prostřednictvím pevných kartáčů. Protože obrysy přicházejí do styku s kladnými a zápornými kartáči pouze při průchodu kolem určitých magnetických pólů statoru, je proud ve vnějším obvodu získáván usměrněnou proměnnou, tj. Pulzující konstantou.

Velikost proudu závisí na průřezu vodičů, indukci magnetického pole statoru a oblasti statoru. Velikost napětí - od rychlosti rotace rotoru generátoru a od indukce magnetického pole statoru.

Solární článek

Solární panely také poskytují stejnosměrný proud.Fotony slunečního světla vstupující do fotobuňky způsobují pohyb pozitivně nabitých děr a negativně nabitých elektronů skrz pn křižovatku, a tak se ve vnějším obvodu získá stejnosměrný proud.

Čím větší je celková plocha solárních článků - čím více elektronů a děr se podílí na tvorbě proudu, tím více proudu lze získat ze sluneční baterie. Generované napětí solární baterie závisí na intenzitě slunečního světla a na počtu fotobuněk zapojených v sérii, které jsou součástí konstrukce solární baterie.

Transformátor s usměrňovačem

Dříve v elektronických zařízeních k získání stejnosměrného proudu, když byly napájeny z domácí sítě střídavého proudu, byly často používány napájecí zdroje s transformátory na železo. Střídavé síťové napětí bylo sníženo pomocí transformátoru a poté usměrněno pomocí trubice nebo diodový usměrňovač.

Za usměrňovačem v takovém obvodu je vždy filtr sestávající alespoň z kondenzátora v nejlepším případě - z kondenzátoru a induktoru a dokonce i z tranzistorového regulátoru napětí, zejména pokud musí být zdroj proudu nastavitelný.

Napětí na výstupu takového zdroje napájení závisí na počtu závitů sekundárního vinutí transformátoru a maximální hodnota proudu závisí na jmenovitém výkonu transformátoru.

Spínací napájení

Dnes se v elektronických zařízeních pro výrobu stejnosměrného proudu téměř nevyužívají napájecí zdroje s nízkofrekvenčními transformátory na železo, které je nahradily spínací zdroje napájení. V nich je usměrněné síťové napětí nejprve sníženo vysokofrekvenčním transformátorovým a tranzistorovým spínačem a poté usměrněno. Proud je veden filtrem do kondenzátoru filtru.

Konstrukce spínaného napájecího zdroje je mnohem menší než u transformátoru na železo. Ve výstupním proudu je však více šumu. Proto je při navrhování spínacích zdrojů energie věnována zvláštní pozornost filtrování výstupního proudu do zátěže.

Napětí na výstupu spínaného napájecího zdroje závisí na zařízení elektronického obvodu a maximální proud závisí na velikosti vysokofrekvenčního transformátoru a kvalitě elektronických součástek v obvodu.

Kondenzátor a ionizátor

V jistém smyslu může být elektrický kondenzátor nazýván zdrojem přímého elektrického proudu. Kondenzátor hromadí elektrickou energii ve formě konstantního elektrického pole mezi svými deskami, a pak může tuto energii poskytnout ve formě stejnosměrného proudu nebo pulzního výboje. Ve skutečnosti i další - stejnosměrný proud se liší pouze délkou trvání projevu.

Ale dnes se elektrolytické kondenzátory vyrábějí v obrovských kapacitách tisíců nebo více mikrofarad. Speciální druh kondenzátoru je ionistor (superkondenzátor) - Jedná se o mezilehlé místo mezi baterií a kondenzátorem.

Chemické procesy v ionistoru probíhají téměř stejnou rychlostí jako v kondenzátoru, ale na rozdíl od baterie má ionistor nižší vnitřní odpor, což umožňuje získat velké přímé proudy z ionistorů na delší dobu. Čím větší je kapacita, tím větší a delší proud lze s ní získat.

Jak se provádí náprava střídavého proudu

Regulace stejnosměrného napětí

Který proud je nebezpečnější, přímější nebo střídavější?

Jak senzory a měřiče svorek pracují pro měření stejnosměrného a střídavého proudu