Источник тока — это устройство, в котором происходит преобразование какого‑либо вида энергии в электрическую. В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах устройства и создают электродвижущую силу (ЭДС), обеспечивающую движение зарядов в цепи.
Основные виды источников тока
1. Механические источники — преобразуют механическую энергию в электрическую:
o Электрофорная машина: заряды накапливаются за счёт трения вращающихся дисков.
o Динамо‑машина и генераторы: используют явление электромагнитной индукции — механическая энергия вращения (от турбины, двигателя и т. д.) превращается в электрический ток. Порядка 80 % всей электроэнергии, потребляемой человечеством, получают с помощью индукционных генераторов.
2. Тепловые источники — превращают внутреннюю (тепловую) энергию в электрическую:
o Термоэлементы (термопары): две проволоки из разных металлов спаяны с одного края. При нагреве места спая между свободными концами возникает напряжение.
o Термогенераторы — устройства на основе термоэлектрического эффекта.
3. Световые источники — преобразуют энергию света в электрическую:
o Фотоэлементы: при освещении некоторых полупроводников световая энергия превращается в электрическую.
o Солнечные батареи: составлены из множества фотоэлементов, широко применяются в автономных системах и космической технике.
4. Химические источники — вырабатывают ток за счёт химических реакций:
o Гальванические элементы (батарейки): одноразовые устройства, где химическая энергия взаимодействия веществ переходит в электрическую. Пример — угольно‑цинковый элемент с электролитом в виде желеобразного раствора соли.
o Аккумуляторы: многоразовые устройства с обратимыми химическими реакциями. Перед использованием их нужно зарядить от внешнего источника тока. Различают:
- кислотные (свинцовые) — используются в автомобилях;
- щелочные (никель‑кадмиевые, железоникелевые) — применяются в бытовой технике, имеют больший срок службы, но меньший КПД (около 55 %);
- металлогидридные и литий‑ионные — распространены в портативной электронике (телефоны, ноутбуки).
Определите вид источника тока, его название и природу сторонних сил этих источников тока.