|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Chegará uma nova era de energia? Eletricidade sem carros. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa No início do século passado, inventores e cientistas já conheciam bem os benefícios que o uso generalizado da eletricidade poderia proporcionar. No entanto, durante muito tempo não houve como obtê-lo de forma barata e em quantidades suficientes. Mas em 1821, o cientista alemão Seebeck descobriu um fenômeno curioso. Se você pegar um circuito fechado de dois condutores diferentes soldados entre si e aquecer uma junção e resfriar a outra, surgirá uma corrente no circuito. Neste dispositivo surpreendentemente simples (eles o chamavam de termoelemento), a energia térmica é convertida diretamente em energia elétrica.
Na célula galvânica, conhecida há muito tempo, a energia era obtida pela dissolução do metal no eletrólito. Estas substâncias são bastante caras e a energia também não era barata. O termopar é outra questão. Ele próprio não é consumido e o combustível é bastante acessível. Além disso, suas junções podem ser aquecidas por qualquer coisa: o sol, o calor vulcânico, os produtos da combustão que voam pelo tubo do fogão, etc.
Vamos dar uma olhada em algumas de suas propriedades. Um único termoelemento desenvolve um pequeno EMF - décimos, centésimos de volt. Porém, sua resistência interna é muito pequena, portanto a corrente gerada pode ser muito alta. Um experimento tão bonito é conhecido há muito tempo. Um eletroímã com núcleo de ferro e enrolamento composto por... uma volta. Mas a bobina é um suporte de cobre da espessura de um dedo fechado por um jumper de bismuto soldado. Aquecemos uma extremidade da junção com um queimador comum de laboratório e resfriamos a outra com água. Surge uma corrente de milhares de amperes, e o ímã (com uma volta!) segura o ferro fundido da vovó.
Baixo EMF não é um problema; os termoelementos são facilmente conectados a uma bateria com uma conexão em série de centenas ou milhares de fontes. Parece um acordeão feito de tiras alternadas de dois metais. A alta corrente a uma tensão moderada de 2-3 volts era ideal para uso em pequenas oficinas de galvanoplastia. Era produzido por geradores termoelétricos, que lembram um pequeno fogão a lenha, carvão ou gás. Eles foram usados por artesãos no início do século. Houve tentativas de resolver problemas maiores. Por exemplo, no final da década de 80 do século passado, em Paris, Clouet construiu um gerador termoelétrico que fornecia energia para 80 “velas” de Yablochkov. A eficiência das instalações da época não ultrapassava 0.3%. Pareceria muito pouco, mas todo o calor perdido poderia ser aproveitado para aquecer a casa, aquecer água ou cozinhar alimentos. Também foram oferecidos fogões de aquecimento com geradores termoelétricos embutidos. É curioso que a sua instalação em nada aumente o consumo de combustível para aquecimento. Afinal, a eletricidade, se consumida na mesma sala, voltará a se transformar em calor! A história decretou o contrário. A electricidade revelou-se muito mais rentável para produzir em centrais eléctricas e distribuir centralmente aos consumidores. Mesmo no século passado, a eficiência das usinas era dezenas de vezes maior que a dos termoelementos. Porém, a simplicidade elegante, a confiabilidade causada pela ausência de peças móveis, encantou muitos. As tentativas de aumentar a eficiência sem uma penetração profunda na teoria não levaram a um sucesso sério. O EMF surge como resultado do aquecimento das pernas do termoelemento, mas ao mesmo tempo surge também um fluxo de calor parasita, fluindo inutilmente da junção quente para a fria. Tentando utilizá-lo, começaram a montar cascatas de termoelementos, em que a junção mais fria de um aquece a junção quente do outro. A temperatura das junções quentes em cada camada da cascata diminui. No entanto, ao selecionar materiais que funcionem melhor dentro de uma determinada faixa de temperatura, a eficiência de todo o sistema pode ser aumentada significativamente. Existe outra possibilidade. É chamado de recuperação de calor. Vamos direcionar o fluxo de ar ao longo da cascata termoelétrica da extremidade fria para a quente. Ao mesmo tempo, ele ganhará parte do calor que flui através deles vindo dos elementos e aquecerá. Depois disso, direcionaremos o ar quente para a fornalha e economizaremos um pouco do combustível. Todo esse procedimento equivale a reduzir a condutividade térmica dos materiais dos termoelementos e só será benéfico se uma porção estritamente definida do calor for removida de cada elemento. No entanto, a regeneração só é perceptível quando os próprios termoelementos incluídos na cascata são suficientemente perfeitos. Na década de 30, o trabalho teórico na área da termoeletricidade foi realizado de forma especialmente intensa em nosso país. Dizem que não há nada mais prático do que uma boa teoria. O acadêmico A.F. Ioffe criou uma nova teoria dos processos que ocorrem em sólidos. Alguns cientistas respeitáveis encararam-no com hostilidade e chamaram-no de “subconsciente da mecânica quântica”. Mas em 1940, com base em suas descobertas, foi possível aumentar em 10 vezes a eficiência do termoelemento. Isso aconteceu devido à substituição de metais por semicondutores - substâncias com maior termoEMF e baixa condutividade térmica. No início da guerra, uma “caldeira partidária” foi criada no laboratório de Ioffe - um gerador termoelétrico para alimentar estações de rádio portáteis. Era uma panela com termopares localizados na parte externa do fundo. Suas juntas inflamáveis ficavam no fogo, e as frias, presas ao fundo da panela, eram resfriadas com água despejada nela.
A seleção cuidadosa dos materiais e o uso da regeneração permitiram agora aumentar a eficiência do termoelemento para 15%. No início do século, as centrais convencionais tinham esta eficiência, mas agora mais do que triplicou. Atualmente não há lugar para um termoelemento no setor energético de grande escala. Mas também há pouca energia. Várias dezenas de watts são necessárias para alimentar uma estação retransmissora de rádio no topo de uma montanha ou uma bóia de sinalização marítima. Existem também locais remotos onde vivem pessoas que necessitam de eletricidade e calor. Nesses casos, são utilizados termoelementos aquecidos por gás ou combustível líquido. É especialmente valioso que estes dispositivos possam ser colocados num pequeno bunker subterrâneo e deixados completamente sem vigilância, apenas uma vez por ano ou com menos frequência para reabastecer o abastecimento de combustível. Devido ao baixo consumo de energia, seu consumo em qualquer eficiência acaba sendo aceitável e, além disso... não há escolha. Os médicos encontraram uma aplicação interessante para geradores termoelétricos. Por mais de duas décadas, milhares de pessoas usaram um marca-passo cardíaco implantado sob a pele. A fonte de energia para isso é uma pequena bateria (do tamanho de um dedal) de centenas de termopares conectados em série, aquecidos pela decomposição de um isótopo inofensivo. Uma operação simples para substituí-lo é realizada a cada 5 a 10 anos. No Japão, são produzidos relógios eletrônicos alimentados por um termoelemento proveniente do calor da mão. Recentemente, uma empresa italiana anunciou o início das obras de um carro elétrico com gerador termoelétrico. Essa fonte de corrente é muito mais leve que as baterias, portanto a quilometragem de um carro termoelétrico não será menor que a de um carro convencional. (Lembre-se de que os carros elétricos são capazes de percorrer 150 km com uma carga.) Acredita-se que, por meio de vários truques, o consumo de combustível pode se tornar aceitável. As principais vantagens do novo tipo de tripulação são exaustão absolutamente inofensiva, movimento silencioso, uso do combustível líquido (e possivelmente sólido) mais barato e confiabilidade muito alta. Na década de 30, eram amplamente conhecidos os trabalhos com termoelementos realizados em nosso país. Provavelmente é por isso que o escritor G. Adamov descreveu em seu romance “O Segredo de Dois Oceanos” o submarino Pioneer, que recebia energia de cabos de bateria. Isso é o que ele chamou de geradores termoelétricos feitos em forma de cabos longos. Suas junções quentes, com o auxílio de uma bóia, subiam até as camadas superiores do oceano, onde a temperatura chega a 20-25°C, e as frias eram resfriadas pelas águas profundas do mar com temperatura de 1-2°C. Então o fantástico “Pioneer” é um barco capaz de dar cem pontos de vantagem aos atuais nucleares, carreguei minhas baterias. Isto é real? Não há relatos de experimentos diretos desse tipo na imprensa. Contudo, algo interessante aconteceu. Foi criado um gerador termoelétrico de 1000 kW, gerando energia a partir do calor de fontes termais subterrâneas. A diferença de temperatura entre as junções quentes e frias é de 23°C, já que no oceano a gravidade específica é de 6 kg por 1 kW – muito inferior à das usinas de submarinos convencionais. Estaremos à beira de uma nova revolução energética, de uma nova era da eletricidade? Autor: A. Saveliev
Couro artificial para emulação de toque
15.04.2024 Areia para gatos Petgugu Global
15.04.2024 A atratividade de homens atenciosos
14.04.2024
▪ Caça não tripulado com inteligência artificial da Boeing ▪ Gadget para o tratamento de enjoo com eletroterapia ▪ Impacto da urbanização nos insetos
▪ seção do site Amplificadores de potência. Seleção de artigos ▪ artigo Quero viver para pensar e sofrer. expressão popular ▪ artigo Por que os tigres às vezes nascem com pelo branco? Resposta detalhada ▪ artigo Manutenção de cilindros de oxigênio. Instrução padrão sobre proteção do trabalho ▪ artigo Aparelho para magnetotermia. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica ▪ artigo Gerador de sinal KB simples. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site
www.diagrama.com.ua |
Veja outros artigos seção 
Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:
Todos os idiomas desta página