1.1: ce este conversia directă a energiei?

dispozitivele de conversie a energiei convertesc între energie electrică, magnetică, cinetică, potențială, optică, chimică, nucleară și alte forme de energie. Procesele de conversie a energiei apar în mod natural. De exemplu, energia este transformată din radiații electromagnetice optice în căldură atunci când lumina soarelui încălzește o casă, iar energia este transformată din energie potențială în energie cinetică atunci când o frunză cade dintr-un copac. Alternativ, dispozitivele de conversie a energiei sunt proiectate și fabricate de o gamă largă de oameni de știință și ingineri. Aceste dispozitive de conversie a energiei variază de la mici componente de circuit integrat, cum ar fi termocuplurile, care sunt utilizate pentru a simți temperatura prin transformarea micro-atomilor de energie din energie termică în electricitate în centrale enorme de cărbune care transformă gigawați de energie stocată în legăturile chimice ale cărbunelui în electricitate.

un dispozitiv de conversie directă a energiei transformă o formă de energie în alta printr-un singur proces. De exemplu, o celulă solară este un dispozitiv de conversie directă a energiei care transformă radiația electromagnetică optică în electricitate. În timp ce o parte din lumina soarelui care cade pe o celulă solară o poate încălzi, acest efect nu este fundamental pentru funcționarea celulei solare. Alternativ, dispozitivele indirecte de conversie a energiei implică o serie de procese directe de conversie a energiei. De exemplu, unele centrale solare implică conversia radiației electromagnetice optice în electricitate prin încălzirea unui fluid astfel încât să se evapore. Evaporarea și extinderea gaz spin un rotor de o turbină. Energia din mișcarea mecanică a rotorului este transformată într-un câmp magnetic care variază în timp, care este apoi transformat într-un curent electric alternativ în bobinele generatorului.

acest text se concentrează pe dispozitivele de conversie directă a energiei care convertesc între energia electrică și o altă formă. Datorită varietății largi de dispozitive care se încadrează în această categorie, conversia energiei este un subiect important pentru toate tipurile de ingineri electrici. Unii ingineri electrici se specializează în construirea sistemelor de instrumente. Mulți senzori utilizați de acești ingineri sunt dispozitive directe de conversie a energiei, inclusiv manometre utilizate pentru măsurarea presiunii, senzori cu efect Hall care măsoară câmpul magnetic și senzori piezoelectrici utilizați pentru detectarea vibrațiilor mecanice. Energia electrică produsă într-un senzor poate fi atât de mică încât este necesară amplificarea. Alți ingineri electrici se specializează în producția și distribuția energiei electrice. Bateriile și celulele solare sunt dispozitive de conversie directă a energiei utilizate pentru stocarea și generarea de energie electrică. Acestea sunt deosebit de utile în locații îndepărtate sau în gadgeturi de mână, unde nu există o modalitate ușoară de conectare la rețeaua electrică. În mod similar, dispozitivele de conversie directă a energiei, cum ar fi dispozitivele termoelectrice și celulele de combustibil, sunt utilizate pentru a alimenta sateliți, rovere și alte sisteme aerospațiale. Mulți ingineri electrici lucrează în industria auto. Dispozitivele de conversie directă a energiei găsite în mașini includ baterii, camere optice, senzori cu efect Hall în tahometru utilizat pentru măsurarea vitezei de rotație și senzori de presiune.

conversia directă a energiei este un subiect fascinant, deoarece nu se încadrează perfect într-o singură disciplină. Conversia energiei este fundamentală pentru domeniile ingineriei electrice, dar este fundamentală și pentru inginerie mecanică, fizică, chimie și alte ramuri ale științei și ingineriei. De exemplu, arcurile sunt dispozitive de stocare a energiei adesea studiate de inginerii mecanici, condensatoarele sunt dispozitive de stocare a energiei adesea studiate de inginerii electrici, iar bateriile sunt dispozitive de stocare a energiei adesea studiate de chimiști. În mod similar, dispozitivele de stocare și conversie a energiei, cum ar fi arcurile, condensatoarele și bateriile, nu sunt ezoterice. Sunt obișnuite, ieftine și disponibile pe scară largă. Deși se găsesc în obiecte de zi cu zi, ele sunt și subiecte active ale cercetării contemporane. De exemplu, laptopurile sunt limitate de durata de viață a bateriilor, iar recepția telefonului mobil este adesea limitată de calitatea unei antene. Bateriile, antenele și alte dispozitive de conversie directă a energiei sunt studiate atât de companiile de consum care încearcă să construiască produse mai bune, cât și de cercetătorii academici care încearcă să înțeleagă fizica fundamentală.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.