Fuentes de corriente continua

Una corriente continua es una corriente que casi (dado que no hay nada ideal en el mundo) cambia en el tiempo, ni en magnitud ni en dirección. Históricamente, las primeras fuentes de corriente continua fueron exclusivamente químicas. Al principio solo estaban representados por celdas galvánicas, y luego aparecieron las baterías.

Las celdas galvánicas y las baterías tienen una polaridad estrictamente definida, y la dirección de la corriente en ellas no cambia espontáneamente, por lo tanto fuentes de corriente química - Estas son básicamente fuentes de corriente continua.

Célula galvánica

La batería AA AA es un excelente ejemplo de una celda galvánica moderna. Una batería alcalina cilíndrica (que les gusta llamar alcalina, mientras que la palabra alcalina se traduce como alcalina) contiene una solución de hidróxido de potasio como electrolito en su interior. El dióxido de manganeso está en el polo positivo de la batería, y el zinc en forma de polvo está en el negativo.

Cuando el circuito externo de la batería se cierra a una carga, se produce una reacción química de oxidación de zinc en el ánodo (polo negativo) y, al mismo tiempo, el cátodo (polo positivo) se reduce a óxido de manganeso tetravalente a óxido de manganeso trivalente.

Como resultado, los electrones corren desde el polo negativo hacia el polo positivo a través de un circuito de carga externo. Así es como funciona una fuente de corriente continua: una celda galvánica.

El proceso químico en una celda galvánica no es reversible, es decir, tratar de cargarlo es inútil. El voltaje entre los polos de la nueva batería de dedo es de 1.5 voltios, lo que se debe al potencial de las sustancias involucradas en la reacción química en su interior.

Batería

Una batería de iones de litio, a diferencia de una batería, puede cargarse nuevamente después de la descarga, ya que el proceso químico en ella es reversible. En apariencia, la batería funciona como una batería, es decir, también solo proporciona corriente continua al circuito de carga, pero la capacidad de una batería suele ser mayor que la de una batería de aproximadamente el mismo tamaño.

Durante la descarga de una batería de litio, la reacción química en el ánodo (electrodo negativo) consiste en la separación de litio del carbono y su conversión en sal en el cátodo (electrodo positivo). Y al cargar, los iones de litio nuevamente pasan al carbono en el ánodo.

La diferencia potencial entre los polos de una batería de iones de litio puede alcanzar hasta 4,2 voltios. La corriente máxima depende del área de interacción de los electrodos dentro de la batería con el electrolito y, en consecuencia, entre sí.

Generador

A escala industrial, la corriente continua se obtiene utilizando generadores de corriente continua. Como regla general, en el estator de una máquina de este tipo hay imanes fijos o electroimanes que inducen EMF en los circuitos rotativos de acuerdo con la ley de inducción electromagnética.

Cada uno de los circuitos giratorios está conectado a las placas de contacto del conjunto de cepillo-colector, a través del cual se elimina la corriente generada a través de los cepillos fijos. Dado que los contornos contactan los cepillos positivo y negativo solo cuando pasan ciertos polos magnéticos del estator, la corriente en el circuito externo se obtiene mediante una variable rectificada, es decir, una constante pulsante.

La magnitud de la corriente depende de la sección transversal de los cables, la inducción del campo magnético del estator y el área del estator. La magnitud del voltaje: a partir de la velocidad de rotación del rotor del generador y de la inducción del campo magnético del estator.

Célula solar

Los paneles solares también proporcionan corriente continua.Los fotones de la luz solar que caen sobre la fotocélula provocan el movimiento de agujeros cargados positivamente y electrones cargados negativamente a través de la unión pn, por lo que se obtiene una corriente continua en el circuito externo.

Cuanto mayor sea el área total de las células solares: cuanto más electrones y agujeros participen en la formación de corriente, más corriente se puede obtener de la batería solar. El voltaje generado de la batería solar depende de la intensidad de la luz solar y del número de fotocélulas conectadas en serie que forman parte del diseño de la batería solar.

Transformador con rectificador

Anteriormente, en equipos electrónicos para obtener corriente continua, cuando se alimentaba de una red de CA doméstica, las fuentes de alimentación con transformadores de hierro se usaban muy a menudo. La tensión de red alterna se redujo con un transformador y luego se rectificó con un tubo o rectificador de diodos.

Después del rectificador en dicho circuito, siempre hay un filtro que consiste en al menos condensadory, en el mejor de los casos, desde un condensador e inductor, e incluso desde un regulador de voltaje de transistor, especialmente si la fuente de corriente debe ser ajustable.

El voltaje en la salida de dicha fuente de alimentación depende del número de vueltas del devanado secundario del transformador, y el valor de corriente máximo depende de la potencia nominal del transformador.

Fuente de alimentación conmutada

Hoy en día, en los equipos electrónicos para producir corriente continua, las fuentes de alimentación con transformadores de baja frecuencia en hierro casi no se usan, vinieron a reemplazarlas cambio de fuentes de alimentación. En ellos, la tensión de red rectificada se reduce primero con un transformador de alta frecuencia y conmutadores de transistores, y luego se rectifica. La corriente se dirige a través del filtro al condensador del filtro.

El diseño de la fuente de alimentación conmutada es mucho más pequeño que con un transformador en hierro. Pero hay más ruido en la corriente de salida. Por lo tanto, se presta especial atención en el diseño de fuentes de alimentación conmutadas para filtrar la corriente en la salida a la carga.

El voltaje en la salida de la fuente de alimentación conmutada depende del dispositivo del circuito electrónico, y la corriente máxima depende del tamaño del transformador de alta frecuencia y la calidad de los componentes electrónicos en el circuito.

Condensador e Ionistor

En cierto sentido, un condensador eléctrico puede llamarse una fuente de corriente eléctrica directa. Un condensador acumula energía eléctrica en forma de un campo eléctrico constante entre sus placas, y luego puede proporcionar esta energía en forma de corriente continua o descarga pulsada. Tanto eso como otro de hecho: una corriente continua que difiere solo en la duración de la manifestación.

Pero hoy, los condensadores electrolíticos se producen en enormes capacidades de miles o más microfaradios. Un tipo especial de condensador es ionistor (supercondensador) - Ocupa un lugar intermedio entre la batería y el condensador.

Los procesos químicos en el ionistor proceden casi a la misma velocidad que en el condensador, pero a diferencia de la batería, el ionistor tiene una resistencia interna más baja, lo que permite obtener grandes corrientes directas de los ionistores durante más tiempo. Cuanto mayor es la capacitancia, se puede obtener una corriente mayor y más larga.

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