1.1: co to jest bezpośrednia konwersja energii?

urządzenia do konwersji energii przekształcają energię elektryczną, magnetyczną, kinetyczną, potencjalną, optyczną, chemiczną, jądrową i inne formy energii. Procesy konwersji energii zachodzą naturalnie. Na przykład energia jest przekształcana z optycznego promieniowania elektromagnetycznego w ciepło, gdy światło słoneczne ogrzewa dom, a energia jest przekształcana z energii potencjalnej w energię kinetyczną, gdy liść spada z drzewa. Alternatywnie, urządzenia do konwersji energii są projektowane i produkowane przez szeroką gamę naukowców i inżynierów. Te urządzenia do konwersji energii wahają się od drobnych elementów układów scalonych, takich jak termopary, które są używane do wyczuwania temperatury poprzez konwersję mikrofalówek mocy z energii cieplnej na energię elektryczną do ogromnych elektrowni węglowych, które przekształcają gigawaty energii zmagazynowanej w wiązaniach chemicznych węgla w energię elektryczną.

urządzenie do bezpośredniej konwersji energii przekształca jedną formę energii w drugą w jednym procesie. Na przykład ogniwo słoneczne jest urządzeniem do bezpośredniej konwersji energii, które przekształca optyczne promieniowanie elektromagnetyczne w energię elektryczną. Podczas gdy część światła słonecznego padającego na ogniwo słoneczne może go podgrzać, efekt ten nie jest fundamentalny dla działania ogniwa słonecznego. Alternatywnie, urządzenia pośredniej konwersji energii obejmują szereg procesów bezpośredniej konwersji energii. Na przykład, niektóre elektrownie słoneczne polegają na przekształcaniu optycznego promieniowania elektromagnetycznego w energię elektryczną poprzez ogrzewanie płynu tak, że odparowuje. Odparowanie i rozprężanie gazu wiruje wirnikiem turbiny. Energia z ruchu mechanicznego wirnika jest przekształcana w zmienne w czasie pole magnetyczne, które jest następnie przekształcane w zmienny prąd elektryczny w cewkach generatora.

ten tekst koncentruje się na urządzeniach do bezpośredniej konwersji energii, które przetwarzają energię elektryczną na inną formę. Ze względu na szeroką gamę urządzeń, które pasują do tej kategorii, Konwersja energii jest tematem ważnym dla wszystkich typów inżynierów elektryków. Niektórzy inżynierowie elektrycy specjalizują się w budowie systemów oprzyrządowania. Wiele czujników używanych przez tych inżynierów To urządzenia do bezpośredniej konwersji energii, w tym czujniki tensometryczne używane do pomiaru ciśnienia, czujniki Halla mierzące pole magnetyczne i czujniki piezoelektryczne używane do wykrywania wibracji mechanicznych. Energia elektryczna wytwarzana w czujniku może być tak mała,że wymagane jest wzmocnienie. Inni inżynierowie elektrycy specjalizują się w produkcji i dystrybucji energii elektrycznej. Baterie i ogniwa słoneczne są urządzeniami do bezpośredniej konwersji energii używanymi do magazynowania i wytwarzania energii elektrycznej. Są one szczególnie przydatne w odległych lokalizacjach lub w ręcznych gadżetach, gdzie nie ma łatwego sposobu na podłączenie do sieci energetycznej. Powiązane, bezpośrednie urządzenia do konwersji energii, takie jak urządzenia termoelektryczne i ogniwa paliwowe, są używane do zasilania satelitów, łazików i innych systemów lotniczych. Wielu inżynierów elektryków pracuje w przemyśle motoryzacyjnym. Urządzenia do bezpośredniej konwersji energii znajdujące się w samochodach obejmują baterie, kamery optyczne, czujniki efektu Halla w obrotomierzu używane do pomiaru prędkości obrotowej i czujniki ciśnienia.

bezpośrednia konwersja energii jest fascynującym tematem, ponieważ nie pasuje idealnie do jednej dyscypliny. Konwersja energii ma fundamentalne znaczenie w dziedzinie elektrotechniki, ale ma również fundamentalne znaczenie w inżynierii mechanicznej, fizyce, chemii i innych dziedzinach nauki i inżynierii. Na przykład sprężyny są urządzeniami magazynującymi energię często badanymi przez inżynierów mechaników, kondensatory są urządzeniami magazynującymi energię często badanymi przez inżynierów elektryków, a baterie są urządzeniami magazynującymi energię często badanymi przez chemików. W związku z tym urządzenia do magazynowania i konwersji energii, takie jak sprężyny, kondensatory i baterie, nie są Ezoteryczne. Są powszechne, tanie i powszechnie dostępne. Choć znajdują się w przedmiotach codziennego użytku, są też aktywnymi przedmiotami współczesnych badań. Na przykład laptopy są ograniczone przez żywotność baterii, a odbiór telefonu komórkowego jest często ograniczony jakością anteny. Baterie, anteny i inne urządzenia do bezpośredniej konwersji energii są badane zarówno przez firmy konsumenckie, próbujące zbudować lepsze produkty, jak i przez naukowców akademickich próbujących zrozumieć podstawową fizykę.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.