ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА Источник тока - это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию. В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника. Существуют различные виды источников тока: Механический источник тока
- механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.
К ним относятся : электрофорная машина (диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака), динамо-машина, генераторы. Тепловой источник тока
- внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию.
Например, термоэлемент - две проволоки из разных металлов необходимо спаять с одного края, затем нагреть место спая, тогда между другими концами этих проволок появится напряжение. Применяются в термодатчиках и на геотермальных электростанциях. Световой источник тока
- энергия света преобразуется в электрическую энергию.
Например, фотоэлемент - при освещении некоторых полупроводников световая энергия превращается в электрическую. Из фотоэлементов составлены солнечные батареи. Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах, видеокамерах. Химический источник тока
- в результате химических реакций внутренняя энергия преобразуется в электрическую.
Например, гальванический элемент - в цинковый сосуд вставлен угольный стержень. Стержень помещен в полотняный мешочек, наполнен-ный смесью оксида марганца с углем. В элементе используют клейстер из муки на растворе нашатыря. При взаимодействии нашатыря с цинком, цинк приобретает отрицательный заряд, а угольный стержень - положительный заряд. Между заряженным стержнем и цинковым сосудом возникает электрическое поле. В таком источнике тока уголь является положительным электродом, а цинковый сосуд - отрицательным электродом. Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.
Источники тока на основе гальванических элементов применяются в бытовых автономных электроприборах, источниках бесперебойного питания. Аккумуляторы - в автомобилях, электромобилях, сотовых телефонах.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ Условное обозначение источника тока на электрической схеме
Источник тока - это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию.
В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника.
Существуют различные виды источников тока:
Механический источник тока
- механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.
К ним относятся : электрофорная машина (диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака), динамо-машина, генераторы.
Тепловой источник тока
- внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию.
Например, термоэлемент - две проволоки из разных металлов необходимо спаять с одного края, затем нагреть место спая, тогда между другими концами этих проволок появится напряжение.
Применяются в термодатчиках и на геотермальных электростанциях.
Световой источник тока
- энергия света преобразуется в электрическую энергию.
Например, фотоэлемент - при освещении некоторых полупроводников световая энергия превращается в электрическую. Из фотоэлементов составлены солнечные батареи.
Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах, видеокамерах.
Химический источник тока
- в результате химических реакций внутренняя энергия преобразуется в электрическую.
Например, гальванический элемент - в цинковый сосуд вставлен угольный стержень. Стержень помещен в полотняный мешочек, наполнен-ный смесью оксида марганца с углем. В элементе используют клейстер из муки на растворе нашатыря. При взаимодействии нашатыря с цинком, цинк приобретает отрицательный заряд, а угольный стержень - положительный заряд. Между заряженным стержнем и цинковым сосудом возникает электрическое поле. В таком источнике тока уголь является положительным электродом, а цинковый сосуд - отрицательным электродом.
Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.
Источники тока на основе гальванических элементов применяются в бытовых автономных электроприборах, источниках бесперебойного питания.
Аккумуляторы - в автомобилях, электромобилях, сотовых телефонах.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Условное обозначение источника тока на электрической схеме
или батареи, состоящей из нескольких источников
Дано:
R = 0,5 м
m = 10 кг
t = 5 с
F = 50 Н
L - ?
Основное уравнение динамики вращательного движения:
I*ε = M
I = mR²/2 - момент инерции диска
M = F*R - момент силы
ε = M/I = Δω/Δt - угловое ускорение
На диск через верёвку действует сила F, которая приводит его во вращение. Момент импульса диска L равен:
L = I*ω
ε = Δω/Δt = (ω - ω₀)/(t - t₀), где ω₀, t₀ = 0 => ε = ω/t => ω = ε*t
L = I*ω = I*ε*t = I*(M/I)*t = M*t = F*R*t = 50*0,5*5 = 125 кг*м²/с
Решить можно и через теорему об изменении кинетической энергии:
∑A = ΔEк - сумма всех внешних сил, действующих на тело, равна изменению его кинетической энергии
∑A = A(F) = F*s
s = φ*R
φ = ε*t²/2 - диск приходит во вращение из состояния покоя =>
=> A(F) = F*(ε*t²/2)*R = F*(ω*t/2)*R = F*R*ω*t/2
ΔЕк = Ек - Eк₀ = Iω²/2 - Iω₀²/2; Iω₀²/2 = 0 => ΔЕк = Iω²/2
F*R*ω*t/2 = Iω²/2 | * (2/ω)
F*R*t = I*ω = L = 125 кг*м²/с
ответ: 125 кг*м²/с.