Sources DC

Un courant continu est un courant qui change presque (puisqu'il n'y a rien de parfait dans le monde) dans le temps, ni en ampleur ni en direction. Historiquement, les premières sources de courant continu étaient exclusivement chimiques. Au début, ils n'étaient représentés que par des cellules galvaniques, puis des batteries sont apparues.

Les cellules galvaniques et les batteries ont une polarité strictement définie, et la direction du courant ne change pas spontanément, donc sources de courant chimiques - ce sont essentiellement des sources DC.

Cellule galvanique

La pile AA AA est un excellent exemple d'une cellule galvanique moderne. Une pile alcaline cylindrique (qu'ils aiment appeler alcaline, tandis que le mot alcalin est traduit par alcalin) contient une solution d'hydroxyde de potassium comme électrolyte à l'intérieur. Le dioxyde de manganèse est sur le pôle positif de la batterie, et le zinc sous forme de poudre est sur le négatif.

Lorsque le circuit de batterie externe se ferme à une charge, une réaction chimique d'oxydation du zinc se produit à l'anode (pôle négatif), et en même temps, la cathode (pôle positif) est réduite en oxyde de manganèse tétravalent en oxyde de manganèse trivalent.

En conséquence, les électrons vont du pôle négatif vers le pôle positif à travers un circuit de charge externe. Voici comment fonctionne une source de courant continu - une cellule galvanique.

Le processus chimique dans une cellule galvanique n'est pas réversible, c'est-à-dire qu'essayer de la charger est inutile. La tension entre les pôles de la nouvelle pile à doigts est de 1,5 volts, ce qui est dû aux potentiels des substances impliquées dans la réaction chimique à l'intérieur.

La batterie

Une batterie lithium-ion, contrairement à une batterie, peut être rechargée après la décharge, car le processus chimique qu'elle contient est réversible. En apparence, la batterie fonctionne comme une batterie, c'est-à-dire qu'elle ne fournit également que du courant continu au circuit de charge, mais la capacité d'une batterie est généralement supérieure à celle d'une batterie d'environ la même taille.

Lors de la décharge d'une batterie au lithium, la réaction chimique à l'anode (électrode négative) consiste en la séparation du lithium du carbone et sa conversion en sel au niveau de la cathode (électrode positive). Et lors de la charge, les ions lithium passent à nouveau au carbone sur l'anode.

La différence de potentiel entre les pôles d'une batterie lithium-ion peut atteindre jusqu'à 4,2 volts. Le courant maximum dépend de la zone d'interaction des électrodes à l'intérieur de la batterie avec l'électrolyte et, par conséquent, entre elles.

Générateur

À l'échelle industrielle, le courant continu est obtenu en utilisant générateurs à courant continu. En règle générale, sur le stator d'une telle machine, il y a des aimants fixes ou des électro-aimants qui induisent des CEM dans les circuits rotatifs selon la loi de l'induction électromagnétique.

Les circuits rotatifs sont chacun connectés aux plaques de contact de l'ensemble brosse-collecteur, à travers lesquelles le courant généré est éliminé via les brosses fixes. Comme les circuits ne sont en contact avec les balais positif et négatif qu'en passant devant certains pôles magnétiques du stator, le courant dans le circuit externe est obtenu par une variable rectifiée, c'est-à-dire une constante de pulsation.

L'amplitude du courant dépend de la section des fils, de l'induction du champ magnétique du stator et de la zone du stator. L'amplitude de la tension - de la vitesse de rotation du rotor du générateur et de l'induction du champ magnétique du stator.

Cellule solaire

Les panneaux solaires fournissent également du courant continu.Les photons de la lumière solaire entrant dans la photocellule provoquent le mouvement de trous chargés positivement et d'électrons chargés négativement à travers la jonction pn, et un courant continu est ainsi obtenu dans le circuit externe.

Plus la surface totale des cellules solaires est grande - plus les électrons et les trous participent à la formation du courant, plus la batterie solaire peut obtenir de courant. La tension générée par la batterie solaire dépend de l'intensité de la lumière solaire et du nombre de photocellules connectées en série qui font partie de la conception de la batterie solaire.

Transformateur avec redresseur

Auparavant, dans les équipements électroniques pour obtenir du courant continu, lorsqu'ils étaient alimentés à partir d'un réseau AC domestique, les alimentations avec transformateurs sur fer étaient très souvent utilisées. La tension alternative du réseau a été réduite à l'aide d'un transformateur, puis redressée à l'aide d'un tube ou redresseur à diode.

Après le redresseur dans un tel circuit, il y a toujours un filtre composé d'au moins condensateur, et dans le meilleur des cas - à partir d'un condensateur et d'une inductance, et même d'un régulateur de tension de transistor, surtout si la source de courant doit être réglable.

La tension à la sortie d'une telle alimentation dépend du nombre de tours de l'enroulement secondaire du transformateur, et la valeur de courant maximale dépend de la puissance nominale du transformateur.

Alimentation à découpage

Aujourd'hui, dans les équipements électroniques de production de courant continu, les alimentations avec transformateurs basse fréquence sur fer ne sont quasiment plus utilisées, elles sont venues les remplacer alimentation à découpage. Dans ceux-ci, la tension secteur redressée est d'abord réduite avec un transformateur haute fréquence et des commutateurs à transistors, puis redressée. Le courant est dirigé à travers le filtre vers le condensateur du filtre.

La conception de l'alimentation à découpage est beaucoup plus petite qu'avec un transformateur sur fer. Mais il y a plus de bruit dans le courant de sortie. Par conséquent, une attention particulière est accordée au filtrage du courant de sortie vers la charge lors de la conception des alimentations à découpage.

La tension à la sortie de l'alimentation à découpage dépend de l'appareil du circuit électronique et le courant maximum dépend de la taille du transformateur haute fréquence et de la qualité des composants électroniques du circuit.

Condensateur et Ionistor

Dans un certain sens, un condensateur électrique peut être appelé une source de courant électrique continu. Un condensateur accumule de l'énergie électrique sous la forme d'un champ électrique constant entre ses plaques, puis peut fournir cette énergie sous la forme d'un courant continu ou d'une décharge pulsée. À la fois cela et un autre en fait - un courant continu ne différant que par la durée de la manifestation.

Mais aujourd'hui, les condensateurs électrolytiques sont disponibles dans des capacités énormes de milliers ou plus de microfarads. Un type spécial de condensateur est ionistance (supercondensateur) - Il prend une place intermédiaire entre la batterie et le condensateur.

Les processus chimiques dans l'ionistor se déroulent à presque la même vitesse que dans le condensateur, mais contrairement à la batterie, l'ionistor a une résistance interne plus faible, ce qui permet d'obtenir des courants continus importants des ionistors pendant plus longtemps. Plus le condensateur est grand, plus le courant peut être long et long avec lui.

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