Fontes DC

Uma corrente direta é uma corrente que quase (já que não há nada perfeito no mundo) muda no tempo, nem em magnitude nem em direção. Historicamente, as primeiras fontes de corrente contínua eram exclusivamente químicas. A princípio, eles eram representados apenas por células galvânicas, e mais tarde apareceram baterias.

As células e baterias galvânicas têm uma polaridade estritamente definida, e a direção da corrente nelas não muda espontaneamente, portanto fontes de corrente química - estas são basicamente fontes DC.

Célula galvânica

A bateria AA AA é um excelente exemplo de uma célula galvânica moderna. Uma bateria alcalina cilíndrica (que eles gostam de chamar de alcalina, enquanto a palavra alcalina é traduzida como alcalina) contém uma solução de hidróxido de potássio como eletrólito no interior. O dióxido de manganês está no pólo positivo da bateria, e o zinco na forma de pó está no negativo.

Quando o circuito da bateria externa se fecha para uma carga, ocorre uma reação química de oxidação de zinco no ânodo (pólo negativo) e, ao mesmo tempo, o cátodo (pólo positivo) é reduzido a óxido de manganês tetravalente a óxido de manganês trivalente.

Como resultado, os elétrons passam do pólo negativo em direção ao pólo positivo através de um circuito de carga externo. É assim que uma fonte de corrente direta funciona - uma célula galvânica.

O processo químico em uma célula galvânica não é reversível, ou seja, tentar carregá-lo é inútil. A tensão entre os pólos da nova bateria digital é de 1,5 volts, devido aos potenciais das substâncias envolvidas na reação química dentro dela.

Bateria

Uma bateria de íon de lítio, diferente da bateria, pode ser carregada novamente após a descarga, pois o processo químico nela é reversível. Na aparência, a bateria funciona como uma bateria, ou seja, também fornece corrente direta ao circuito de carga, mas a capacidade de uma bateria geralmente é maior que a de uma bateria do mesmo tamanho.

Durante a descarga de uma bateria de lítio, a reação química no ânodo (eletrodo negativo) consiste na separação do lítio do carbono e sua conversão em sal no cátodo (eletrodo positivo). E ao carregar, os íons de lítio passam novamente ao carbono no ânodo.

A diferença de potencial entre os pólos de uma bateria de íons de lítio pode chegar a 4,2 volts. A corrente máxima depende da área de interação dos eletrodos no interior da bateria com o eletrólito e, consequentemente, entre si.

Gerador

Em escala industrial, a corrente direta é obtida usando geradores dc. Como regra, no estator de uma máquina dessas, existem ímãs ou eletroímãs fixos que induzem EMF nos circuitos rotativos de acordo com a lei da indução eletromagnética.

Cada um dos circuitos rotativos está conectado às placas de contato do conjunto coletor de escovas, através das quais a corrente gerada é removida através das escovas fixas e no circuito de carga. Como os contornos entram em contato com as escovas positivas e negativas apenas ao passar por determinados polos magnéticos do estator, a corrente no circuito externo é obtida por uma variável retificada, ou seja, uma constante pulsante.

A magnitude da corrente depende da seção transversal dos fios, da indução do campo magnético do estator e da área do estator. A magnitude da tensão - a partir da velocidade de rotação do rotor do gerador e da indução do campo magnético do estator.

Célula solar

Os painéis solares também fornecem corrente contínua.Os fótons da luz solar que entram na célula fotoelétrica causam o movimento de orifícios com carga positiva e elétrons com carga negativa através da junção pn, e uma corrente direta é assim obtida no circuito externo.

Quanto maior a área total das células solares - quanto mais elétrons e buracos participam da formação de corrente, mais corrente pode ser obtida da bateria solar. A tensão gerada da bateria solar depende da intensidade da luz solar e do número de fotocélulas conectadas em série que fazem parte do design da bateria solar.

Transformador com retificador

Anteriormente, em equipamentos eletrônicos para obter corrente direta, quando alimentados a partir de uma rede CA doméstica, fontes de alimentação com transformadores em ferro eram usadas com muita frequência. A tensão da rede alternada foi reduzida usando um transformador e depois retificada usando um tubo ou retificador de diodo.

Após o retificador em tal circuito, há sempre um filtro que consiste em pelo menos capacitore, na melhor das hipóteses - a partir de um capacitor e indutor, e até mesmo de um regulador de tensão do transistor, especialmente se a fonte de corrente precisar ser ajustável.

A tensão na saída dessa fonte de alimentação depende do número de voltas do enrolamento secundário do transformador, e o valor máximo da corrente depende da potência nominal do transformador.

Fonte de alimentação comutada

Hoje, em equipamentos eletrônicos para produção de corrente contínua, as fontes de alimentação com transformadores de baixa frequência em ferro quase não são usadas, elas vieram para substituí-las comutação de fontes de alimentação. Neles, a tensão da rede retificada é primeiro reduzida com um transformador de alta frequência e comutadores de transistor e depois retificada. A corrente é direcionada através do filtro para o capacitor do filtro.

O design da fonte de alimentação comutada é muito menor do que com um transformador em ferro. Mas há mais ruído na corrente de saída. Portanto, é dada especial atenção à filtragem da corrente de saída para a carga ao projetar fontes de alimentação comutadas.

A tensão na saída da fonte de alimentação comutada depende do dispositivo do circuito eletrônico, e a corrente máxima depende do tamanho do transformador de alta frequência e da qualidade dos componentes eletrônicos no circuito.

Capacitor e ionistor

Em certo sentido, um capacitor elétrico pode ser chamado de fonte de corrente elétrica direta. Um capacitor acumula energia elétrica na forma de um campo elétrico constante entre suas placas e, em seguida, pode fornecer essa energia na forma de corrente direta ou descarga pulsada. Tanto isso quanto outro, de fato - uma corrente direta diferindo apenas na duração da manifestação.

Hoje, porém, os capacitores eletrolíticos estão disponíveis em enormes capacidades de milhares ou mais microfarads. Um tipo especial de capacitor é ionistor (supercapacitor) - Ele ocupa um lugar intermediário entre a bateria e o capacitor.

Os processos químicos no ionistor ocorrem quase na mesma velocidade que no capacitor, mas, diferentemente da bateria, o ionistor possui uma resistência interna mais baixa, o que possibilita a obtenção de grandes correntes diretas dos ionistores por mais tempo. Quanto maior o capacitor, maior e maior a corrente pode ser obtida com ele.

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