Введение в электронику - [9]

Шрифт
Интервал



Рис. 3-10. Кристаллический микрофон.



Рис. 3-11.Схематическое обозначение пьезоэлектрического кристалла.


Заметим, что при получении напряжения такими способами справедливо также и обратное: напряжение может использоваться для получения магнитного поля, стимулирования химических реакций, выработки света, тепла и создания давления. Получение магнитного поля происходит в электромоторах, громкоговорителях, соленоидах и реле. Химические реакции происходят при электролизе и гальваническом нанесении покрытий. Свет испускается электролампочками и другими оптоэлектронными устройствами. Тепло производится нагревательными элементами в печах, утюгах и паяльниках. Приложенное напряжение может заставить кристалл деформироваться или совершать колебания.


3–1. Вопросы

1. Перечислите шесть основных источников напряжения.

2. Какой способ получения напряжения является основным?

3. Какой способ получения напряжения является вторым основным?

4. Почему солнечные элементы не используются широко для получения напряжения?


3–2. ЭЛЕМЕНТЫ И БАТАРЕИ

Как говорилось в предыдущем параграфе, элемент содержит положительный и отрицательный электроды, разделенные раствором электролита. Батарея — это комбинация двух или более элементов. Существует два основных типа элементов. Элементы, которые не могут быть перезаряжены, называются первичными элементами. Элементы, которые могут перезаряжаться, называются вторичными элементами.

Примером первичного элемента является сухой элемент (рис. 3-12).



Рис 3.12.Внутреннее устройство сухого элемента


Элемент этого типа не является в действительности сухим. В качестве электролита он содержит влажную пасту. Уплотнитель предотвращает вытекание пасты при наклоне и переворачивании элемента. Электролитом сухого элемента является раствор хлорида аммония и двуокиси марганца. Электролит растворяет цинковый электрод (корпус элемента), оставляя в цинке избыток электронов. По мере протекания тока через элемент, цинк, хлористый аммоний и двуокись марганца разлагаются на воду, двуокись марганца, аммоний и хлористый цинк.

Угольный стержень (центральный электрод) отдает электроны, которые собираются на цинковом электроде. Элементы этого типа, названные элементами Лекланше, имеют напряжение не более 1,75-1,8 вольт, когда они свежие.

Элемент Лекланше общего назначения имеет плотность энергии примерно 66 ватт-часов на килограмм. По мере использования элемента химическая активность уменьшается, и в конце концов ток прекращается. Если элемент долго не использовался, электролитическая паста высыхает, срок его хранения около двух лет. Выходное напряжение элементов этого типа полностью определяется материалами, используемыми для электролита и электродов. Элементы типа АА, типа С, типа D и сухой элемент № 6 (рис. 3-13) сконструированы из одинаковых материалов и, следовательно, имеют одинаковое напряжение.



Рис 3-13.Примеры широко используемых сухих элементов


Необходимо заметить, что хотя элемент Лекланше часто относят к угольно-цинковым элементам, уголь не принимает участие в химической реакции, производящей электричество.

Щелочные элементы получили свое название потому, что в них в качестве электролита используется гидроокись калия (КОН). Внешне щелочные элементы очень похожи на угольно-цинковые. Однако внутреннее устройство щелочного элемента значительно отличается (рис. 3-14).



Рис. 3-14.Внутреннее устройство щелочных элементов. Катод окружает анод.


Щелочные элементы имеют напряжение при разомкнутой цепи примерно 1,52 вольта и плотность энергии около 40 ватт-часов на килограмм. Щелочные элементы могут использоваться в более широком диапазоне температур, чем угольно-цинковые. Щелочные элементы лучше работают при умеренных и высоких токах и сохраняют работоспособность более длительное время.

Литиевые элементы (рис. 3-15) имеют более высокие эксплуатационные свойства благодаря литию.



Рис. 3-15.Литиевые элементы обладают исключительно высокой плотностью энергии.


Литий сильно взаимодействует с водой. Конструкция литиевого элемента использует литий, двуокись марганца (МnO>2) и перхлорат лития (LiClO>4) в органическом растворителе (вода не может быть использована). Выходное напряжение литиевого элемента примерно 3 вольта. Литиевые элементы являются очень эффективными с плотностью энергии около 200 ватт-часов на килограмм. Наибольшее преимущество литиевых элементов в их исключительно долгом сроке хранения — от 5 до 10 лет.

Вторичные элементы — это элементы, которые можно подзаряжать приложением обратного напряжения. Примером является кислотно-свинцовая батарея, используемая в автомобилях (рис. 3-16).



Рис. 3-16. Пример вторичного элемента (в разрезе).


Она изготовлена из шести 12-вольтовых вторичных элементов, соединенных последовательно. Каждый элемент имеет положительный электрод из двуокиси свинца (РЬО>2) и отрицательный электрод из пористого свинца (РЬ). Электроды разделены пластиком или резиной и погружены в раствор электролита, состоящего из серной кислоты (H>2SO>4) и дистиллированной воды (Н>20). Когда элемент разряжен, серная кислота взаимодействует с окисью свинца и пористым свинцом, превращая их в сульфат свинца, а электролит в воду. При перезарядке элемента применяется источник постоянного тока с напряжением большим, чем вырабатывает элемент. При протекании тока через элемент электроды превращаются опять в двуокись свинца и пористый свинец, а электролит опять превращается в серную кислоту и воду. Элементы этого типа также называются жидкостными элементами.


Рекомендуем почитать
Искусство схемотехники. Том 1 [Изд.4-е]

Широко известная читателю по предыдущим изданиям монография известных американских специалистов посвящена быстро развивающимся областям электроники. В ней приведены наиболее интересные технические решения, а также анализируются ошибки разработчиков аппаратуры; внимание читателя сосредоточивается на тонких аспектах проектирования и применения электронных схем.На русском языке издается в трех томах. Том 1 содержит сведения об элементах схем, транзисторах, операционных усилителях, активных фильтрах, источниках питания, полевых транзисторах.Для специалистов в области электроники, автоматики, вычислительной техники, а также студентов соответствующих специальностей вузов.


Искусство схемотехники. Том 3 [Изд.4-е]

Широко известная читателю по предыдущим изданиям монография известных американских специалистов посвящена быстро развивающимся областям электроники. В ней приведены наиболее интересные технические решения, а также анализируются ошибки разработчиков аппаратуры: внимание читателя сосредотачивается на тонких аспектах проектирования и применения электронных схем.На русском языке издается в трех томах. Том 3 содержит сведения о микропроцессорах, радиотехнических схемах, методах измерения и обработки сигналов, принципах конструирования аппаратуры и проектирования маломощных устройств, а также обширные приложения.Для специалистов в области электроники, автоматики, вычислительной техники, а также студентов соответствующих специальностей вузов и техникумов.


Электроника?.. Нет ничего проще!

Книга в занимательной форме знакомит читателя со многими областями одной из наиболее быстро развивающихся в настоящее время наук — электроники. Рассказывается о возможностях использования электроники в промышленности.Книга рассчитана на широкий круг читателей.


А. С. Попов и советская радиотехника

Более полувека назад произошло одно из самых славных событий в истории русской науки: 7 мая 1895 г. великий русский учёный А. С. Попов продемонстрировал изобретённый и построенный им первый в мире радиоприёмник. С тех пор радиотехника прошла огромный путь развития — от посылки и приёма телеграфных сигналов до передачи изображений по радио. Радио стало мощнейшим средством связи и обороны нашей Родины, орудием политического и культурного воспитания, могучим средством организации масс.


Рецептура радиолюбителя (Консультация центрального радиоклуба)

В данной листовке приводится ряд рецептов склеивания, встречающихся в радиолюбительской практике, способы художественной отделки деревянных ящиков для радиоаппаратуры и некоторые практические советы радиолюбителям.


Радиоцензура

В отличие от темы иновещания тематика радиотехнической борьбы между "социалистическим" лагерем и капиталистическими странами остаётся практически неизвестной массовому читателю.В данной работе автор - Римантас Плейкис (бывший министр связи Литвы в 1996-1998 гг.) подробно рассматривает радиоцензуру (синонимы: радиозащита, радиоподавление, постановка помех, глушение, радиопротиводействие, забивка антисоветских радиопередач, радиоэлектронная борьба).Без преувеличения эта статья, написанная в 2002-2003 годах, закрывает еще одно "белое пятно" в противостоянии двух военно-политических блоков и раскрывает технологию радиотехнической цензуры.К сожалению, для русскоязычных читателей доступен только электронный вариант данного исследования.


История государственного управления в России

В учебнике исследуются основные закономерности возникновения и развития российской государственности на разных ее этапах. Показываются история государственной службы в России, процесс совершенствования (реформирования) высшего, центрального и местного аппаратов власти в целях более эффективного управления обширными территориями России, преодоления возникающих кризисов. Рассматривается роль правящих политических партий, церкви, армии, полиции в развитии российской государственности.Для студентов, аспирантов и преподавателей высших учебных заведений, а также всех интересующихся историей возникновения и развития российской государственности.Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 061000 «Государственное и муниципальное управление»The manual examines basic conformities of the origin and development of the Russian statehood at its different stages; shows history of government service in Russia, the process of improving (reforming) higher, central and local apparatus of power for the purpose of more effective administration of vast territories of Russia, overcoming the arising crises; deals with the role of the ruling political parties, church, army, and police in the development of the Russian statehood.The book is addressed to students, post-graduates and professors of higher educational institutions as well as to everybody who is interested in history of the origin and development of the Russian statehood.The book is admitted by the Ministry of Education of the Russian Federation as a manual for students of higher educational institutions who are trained in speciality 061000 «State and Municipal Administration».


«Мягкая сила» и публичная дипломатия

Основной целью учебного пособия является создание у студентов достаточного объема знаний в области «мягкой силы» и публичной дипломатии. В работе освещаются теоретические вопросы, а также исторические и современные процессы функционирования институтов «мягкой силы» и публичной дипломатии ведущих геополитических акторов современного мира: США, Великобритании, Германии, Китая, России и др. Данный курс лекций является первым примером отечественной учебной литературы, посвященной феномену «мягкой силы» и публичной дипломатии в мировой политике. Для студентов высших учебных заведений гуманитарных специальностей, занимающихся изучением проблем международных отношений и глобального управления.