Тема 6.2. Альтернативные источники питания (1 час)
Топливные элементы. В топливных элементах энергия взаимодействия топлива и окислителя непосредственно превращается в электрическую энергии. Топливный элемент состоит из двух пористых электродов, погруженных в раствор едкого калия (электролит). Извне к электродам поступают: топливо, в качестве которого используется водород, пропан, метан и др., и окислитель (кислород, хлор, воздух, фтор, кислота). Топливо под действием окислителя, не выделяя дыма или газа, сгорает без пламени. В результате окисления топлива на электроде окислителя (кислорода) накапливаются ионы, а на электроде восстановителя (водород) – электроны, что создает разность потенциалов между электродами от 1 до 2 вольт (в зависимости от типа).
Термоэлектрические генераторы. Они состоят из термобатарей, источников тепловой энергии и устройств, которые осуществляют подачу тепла к термобатарее и охлаждение определенных ее элементов. Практическое применение получили термоэлементы, состоящие из полупроводниковых материалов с разной проводимостью (типа n и p). Отечественной промышленностью выпускаются термоэлектрические генераторы различных типов, например УГМ-200К, УГМ-200Т мощностью до 200 Вт. В качестве горючего в них используется природный или сжиженный газ.
Солнечные батареи. Они успешно используются на космических аппаратах. В основе работы кремниевого фотоэлемента (ФЭ) лежит явление фотоэффекта: падающий на поверхность ФЭ световой поток частично поглощается им, возникают пары «электрон – дырка» и на электродах с различной проводимостью возникает разность потенциалов, которая зависит от степени освещенности и от свойств полупроводниковых материалов.
Атомные батареи. Атомными (ядерными) батареями называют преобразователи энергии радиоактивного распада в электрическую энергию. Первоначально атомные батареи создавались на базе радиоактивного распада вещества (но они маломощны). Для увеличения мощности в них используют ионизацию газа. Более эффективны атомные батареи, действие которых основано на умножении носителей зарядов (с использованием радиоактивного стронция) в полупроводниковых материалах .
Существенным недостатком атомных батарей является наличие как -частиц, так и сильно проникающих –лучей, защита от которых весьма сложна.
Литература (основная)
Артамонов, Б. И. Источники электропитания радиоустройств / Б. И. Артамонов. А. А. Бокуняев. М., 1982.
Грумбина, А. Б. Электрические машины и источники питания радиоэлектронных устройств / А. Б. Грумбина. М., 1990.
Найвельт, г. С. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры / Г. С. Найвельт. К. Б. Мазель, Ч. И. Хусаинов [и др.]. М., 1985.
Преншиников, В. А, Электроника / В. А. Преншиников. СПб., 2000.
Троян, Ф. Д. Вторичные источники питания / Ф. Д. Троян, Н. С. Образцов. Минск, 2007.
Литература (дополнительная)
Бисс, А. А. Источники вторичного электропитания с бестрансформаторным входом / А. А. Бисс. В. П. Миловзоров, А. К. Мусалин. М., 1987.
Головацкий, Б. А. Источники вторичного электропитания / В. А. Половацкий. Г. Н. Гулякович, Ю. И. Конев [и др.]; под ред. Ю. И. Конева. М., 1990.
Митрофанов, А. В. Импульсные источники вторичного электропитания в бытовой радиоаппаратуре / А. В. Митрофанов, А. Н. Щеголев. М, 1.985.
Сизых, Г. Н. Электропитание устройств связи / Г. Н. Сизых. М., 1982.
Приложение 1. Типовые требования к напряжениям питания
