Fonts de corrent continu

Un corrent directe és un corrent que gairebé (ja que no hi ha res ideal al món) canvia en el temps, ni en magnitud ni en direcció. Històricament, les primeres fonts de corrent directe eren exclusivament químiques. Al principi només eren representats per cèl·lules galvàniques, i després van aparèixer bateries.

Les cèl·lules galvaniques i les bateries tenen una polaritat estrictament definida i la direcció del corrent en elles no canvia espontàniament, per tant fonts de corrent químic - bàsicament es tracta de fonts de corrent continu.

Cèl·lula galvànica

La pila AA AA és un exemple primordial d’una cèl·lula galvànica moderna. Una bateria alcalina cilíndrica (que els agrada anomenar alcalina, mentre que la paraula alcalina es tradueix en alcalina) conté una solució d’hidròxid de potassi com a electròlit al seu interior. El diòxid de manganès es troba en el pol positiu de la bateria i el zinc en forma de pols és negatiu.

Quan el circuit de la bateria externa es tanca a una càrrega, es produeix una reacció química d’oxidació de zinc a l’ànode (pol negatiu) i, al mateix temps, el càtode (pol positiu) es redueix a òxid de manganès tetravalent a òxid de manganès trivalent.

Com a resultat, els electrons corren des del pol negatiu cap al pol positiu a través d’un circuit de càrrega extern. Així funciona una font de corrent directe: una cèl·lula galvànica.

El procés químic en una cèl·lula galvànica no és reversible, és a dir, intentar carregar-la no serveix de res. La tensió entre els pols de la nova bateria dels dits és d’1,5 volts, cosa que es deu als potencials de les substàncies implicades en la reacció química al seu interior.

Bateria

Una bateria d’ions de liti, a diferència d’una bateria, es pot tornar a carregar després de la descàrrega, ja que el procés químic que hi ha és reversible. En aparença, la bateria funciona com una bateria, és a dir, només dóna corrent directe al circuit de càrrega, però la capacitat d’una bateria sol ser major que la d’una bateria d’aproximadament la mateixa mida.

Durant la descàrrega d’una bateria de liti, la reacció química a l’ànode (elèctrode negatiu) consisteix en la separació del liti del carboni i la seva conversió a sal al càtode (elèctrode positiu). I quan es carrega, els ions de liti passen de nou al carboni a l’ànode.

La diferència de potencial entre els pols d’una bateria d’ió de liti pot arribar fins a 4,2 volts. El corrent màxim depèn de l’àrea d’interacció dels elèctrodes dins de la bateria amb l’electròlit i, en conseqüència, entre ells.

Generador

A escala industrial, s’obté corrent directe amb generadors de DC. Per regla general, a l'estator d'una màquina hi ha imants fixos o electroimants que indueixen l'EMF als circuits giratoris segons la llei de la inducció electromagnètica.

Els circuits giratoris es connecten cadascun a les plaques de contacte del conjunt col·lector de pinzells, a través dels quals s’elimina el corrent generat a través dels pinzells fixos. Atès que els contorns entren en contacte amb els pinzells positius i negatius només quan passen per sobre de certs pols magnètics de l'estator, el corrent del circuit extern s'obté per una variable rectificada, és a dir, una constant de pulsacions.

La magnitud del corrent depèn de la secció transversal dels cables, de la inducció del camp magnètic de l'estator i de la zona de l'estator. La magnitud de la tensió: a partir de la velocitat de rotació del rotor del generador i de la inducció del camp magnètic de l'estator.

Cèl·lula solar

Les plaques solars també proporcionen corrent directe.Els fotons de llum solar que cauen a la fotocèl·lula provoquen el moviment de forats carregats positivament i electrons carregats negativament a través de la unió pn, i així s’obté un corrent directe al circuit extern.

Com més gran sigui la superfície total de cèl·lules solars: més electrons i forats participen en la formació de corrent, més corrent es pot obtenir de la bateria solar. El voltatge generat de la bateria solar depèn de la intensitat de la llum solar i del nombre de fotocèl·lules connectades en sèries que formen part del disseny de la bateria solar.

Transformador amb rectificador

Anteriorment, en equips electrònics per obtenir corrent directe, quan s’alimentaven des d’una xarxa de CA domèstica, s’utilitzaven molt sovint fonts d’alimentació amb transformadors de ferro. El voltatge de la xarxa alterna es va reduir mitjançant un transformador i es va rectificar amb un tub o rectificador de díodes.

Després del rectificador en un circuit així, sempre hi ha un filtre que consta d'almenys condensador, i en el millor dels casos, des d’un condensador i un inductor, i fins i tot d’un regulador de tensió del transistor, sobretot si la font de corrent ha de ser regulable.

La tensió a la sortida d’aquest alimentador depèn del nombre de voltes del bobinat secundari del transformador, i el valor màxim de corrent depèn de la potència nominal del transformador.

Alimentació de commutació

Avui, en equips electrònics per produir corrent directe, gairebé no s’utilitzen fonts d’alimentació amb transformadors de baixa freqüència en ferro, van arribar a substituir-les fonts d'alimentació de commutació. En elles, es redueix primer la tensió de xarxa rectificada amb un transformador d’alta freqüència i interruptors de transistor, i després es rectifica. El corrent es dirigeix ​​a través del filtre cap al condensador del filtre.

El disseny de l'alimentació de commutació és molt menor que amb un transformador de ferro. Però hi ha més soroll en el corrent de sortida. Per tant, es presta una atenció especial al filtrat del corrent de sortida a la càrrega quan es dissenyen fonts d'alimentació de commutació.

La tensió a la sortida de l'alimentació de commutació depèn del dispositiu del circuit electrònic i el corrent màxim depèn de la mida del transformador d'alta freqüència i de la qualitat dels components electrònics del circuit.

Condensador i Ionistor

En cert sentit, un condensador elèctric pot ser anomenat font de corrent elèctric directe. Un condensador acumula energia elèctrica en forma de camp elèctric constant entre les seves plaques i, a continuació, pot donar aquesta energia en forma de corrent directe o descàrrega polsada. Tant una cosa com una altra de fet: un corrent directe només varia en la durada de la manifestació.

Però avui en dia, els condensadors electrolítics es produeixen en enormes capacitats de milers o més de microfarads. Un tipus especial de condensador és ionistor (supercondensador) - Té un lloc intermedi entre la bateria i el condensador.

Els processos químics en l'ionionista procedeixen gairebé a la mateixa velocitat que en el condensador, però a diferència de la bateria, l'ionistor té una menor resistència interna, cosa que permet obtenir grans corrents directes dels ionistors durant més temps. Com més gran és la capacitança, més gran i més llarg es pot obtenir amb ella.

Com funciona la rectificació de CA

Regulació de tensió de corrent continu

Quin corrent és més perillós, directe o altern?

Com funcionen els sensors i els comptadors de pinces per mesurar el corrent continu i altern