4.5 Атомные батареи
Атомные батареи преобразуют непосредственно энергию распада вещества в электрическую энергию.
Принцип действия основан на процессе распада радиоактивного вещества.
Рисунок 4.4 – Устройство атомного элемента и атомной батареи
Атомная низковольтная батарея состоит из последовательно и параллельно включённых атомных элементов.
Каждый атомный элемент состоит из кремниевого монокристалла, на который наносится тонкий слой радиоактивного стронция и внешних электродов.
При создании атомного элемента и соединения их в батарею происходит её функционирование. Стронций испускает электроны больших энергий, которые проникают в толщину кремниевой пластины, вызывая появление в ней электронов и дырок. Каждый быстрый электрон создаёт в кремнии около 200 000 вторичных электронов, диффундирующих к внешнему металлическому коллектору.
Возникает разность потенциалов до 0,2 В.
Мощность одного элемента небольшая.
Батарея, состоящая из атомных элементов, вырабатывает небольшую мощность.
Достоинства: простота конструкции, малые габариты, вес.
Недостатки: низкий КПД, ограниченный срок службы, большое внутреннее сопротивление.
Применяется для питания аппаратуры в труднодоступных местах.
Шаровая высоковольтная атомная батарея может работать до 20 лет, при этом мощность её уменьшится в 2 раза, а напряжение останется постоянным.
Рисунок 4.5 – Устройство высоковольтной атомной батареи
Такая атомная батарея применяется в измерительной технике. Недостатки: большое внутреннее сопротивление.
ЗАПОМНИТЕ
Гальванический элемент является первичным источником, в котором происходит переход ионов металла в растворы щелочей и кислот.
Срок хранения элементов ограничен. Если элементы можно соединить последовательно, в этом случае возрастает напряжение батареи, но при этом увеличивается внутреннее сопротивление источника.
Солнечная батарея является непосредственным преобразователем энергии солнца, имеет большой срок службы, и может применяться в дневное время для питания аппаратуры при отсутствии первичной сети питания.
Темы докладов и рефератов
Термоэлектронный генератор.
Высоковольтная атомная батарея.
Анализ параметров термоэлектрических генераторов.
Перспективы применения солнечных батарей.
Топливный элемент.
Контрольные вопросы
Что такое гальванический элемент?
Как устроен галетный гальванический элемент?
Поясните работу термоэлектрического генератора.
Поясните устройство элемента солнечной батареи.
Укажите достоинства и недостатки солнечной батареи.
Как работает низковольтная атомная батарея?
Какой источник питания применяется на спутниках связи?
Глава 5 выпрямление переменного тока
5.1 Общие сведения
Для питания аппаратуры связи постоянным током применяют выпрямитель. Выпрямитель – это источник вторичного электропитания, преобразующий переменный ток, поступающий из первичной сети, в пульсирующий ток, подаваемый на нагрузку.
Рисунок 5.1 – Условно-графическое изображение выпрямителя
Классификация выпрямителей
По числу фаз питающего напряжения: однофазные, двухфазные, трёхфазные, шестифазные.
По количеству выпрямленных полуволн: однополупериодные, двухполупериодные.
По мощности: малой, средней и большой.
По характеру нагрузки: активная, активно-ёмкостная и активно-индуктивная.
По режиму работы вентиля: неуправляемый, управляемый.