电流源是在闭合电路中产生电流的装置。如今，已经发明了大量类型的此类源。每种类型都用于特定目的。
电流源的类型
有以下类型的电流源：
- 机械的;
- 热的;
- 光;
- 化学。
机械源
在这些来源中，机械能转化为电能。转换是在特殊设备 - 发电机中进行的。主要发电机是涡轮发电机，其中电机由气体或蒸汽流驱动，水力发电机将落水的能量转换为电能。产生地球上大部分电力的是机械转换器。
热源
这是热能转化为电能的地方。电流是由两对接触的金属或半导体（热电偶）之间的温差产生的。在这种情况下，带电粒子从受热区域传输到冷区域。电流的大小直接取决于温差：温差越大，电流越大。基于半导体的热电偶的热输出是双金属热电偶的 1000 倍，因此它们可用于制造电流源。金属热电偶仅用于测量温度。
小费！ 要制作热电偶，必须将两种不同的金属连接在一起。
现在已经开发出基于放射性同位素自然衰变释放的热量转换的新元素。这种元素被称为放射性同位素热电发生器。在航天器中经过充分验证的发电机中使用了同位素钚 238。它在 30 V 的电压下提供 470 W 的功率。由于该同位素的半衰期为 87.7 年，因此发生器的使用寿命非常长。双金属热电偶用作热电转换器。
光源
随着二十世纪后期半导体物理学的发展，出现了新的电流来源——太阳能电池，其中光能被转换为电能。它们利用半导体的特性在暴露于光通量时产生电压。这种效应在硅半导体中特别强。尽管如此，这种电池的效率不超过 15%。太阳能电池已成为航天工业中不可或缺的一部分，也已开始应用于日常生活中。这种电源的价格不断下降，但仍然很高：每 1 瓦功率约 100 卢布。
化学来源
所有化学来源可分为 3 组：
- 电偶
- 蓄能器
- 热的
原电池的工作原理是放置在电解质中的两种不同金属的相互作用。金属和电解质对可以是不同的化学元素及其化合物。元素的类型和特性取决于此。
重要的！ 原电池只能使用一次，即一旦放电，就无法恢复。
有 3 种类型的电流源（或电池）：
- 盐水;
- 碱性;
- 锂。
盐或其他“干”电池使用一些金属盐的糊状电解质，放置在锌杯中。阴极是位于杯子中心的石墨-锰棒。这种电池的廉价材料和易于制造使它们成为最便宜的。但它们的特性远不如碱性电池和锂电池。
碱性电池使用碱性氢氧化钾的糊状溶液作为电解质。锌阳极被锌粉代替，增加了电池的电流输出和运行时间。这些细胞的寿命是盐细胞的 1.5 倍。
在锂电池中，阳极由碱金属锂制成，这大大增加了运行时间。但与此同时，由于锂的成本相对较高，价格有所上涨。此外，锂电池可以根据正极材料的不同而具有不同的电压。电池的电压范围为 1.5V 至 3.7V。
电池 - 电流源，可以进行多次充放电循环。电池的主要类型有：
- 铅酸;
- 锂离子；
- 镍镉。
铅酸电池由浸入硫酸溶液中的铅板组成。当外部电路闭合时，会发生化学反应，将铅在阴极和阳极转化为硫酸铅，并形成水。在充电过程中，阳极处的硫酸铅在阴极处被还原为铅和二氧化铅。
资源！ 一个铅锌电池产生 2 V 的电压。通过串联电池，您可以获得 2 的任何电压倍数。例如，在汽车电池中，电压为 12 V，因为连接了 6 个电池。
锂离子电池之所以得名，是因为电解液中的电力载体是锂离子。离子出现在阴极上，阴极由铝箔基材上的锂盐制成。阳极由不同的材料制成：石墨、氧化钴和其他化合物，位于铜箔基材上。
电压可以介于 3 V 和 4.2 V 之间，具体取决于所使用的组件。由于自放电率低、充放电循环次数多，锂离子电池在家用电器中非常受欢迎。
重要的！ 锂离子电池对过度充电非常敏感。因此，要给它们充电，您必须使用专为它们设计的充电器，这些充电器具有内置的特殊电路以防止过度充电。否则，它会损坏电池并导致其着火。
对于镍镉电池，阴极由镍盐在钢栅上制成，阳极由镉盐在钢栅上制成，电解质是氢氧化锂和氢氧化钾的混合物。这种电池的额定电压为 1.37 V。它可以承受 100 到 900 次充放电循环。
小费！ 与锂离子电池不同，镍镉电池可以在放电状态下储存。
热化学电池用作备用电源。它们具有出色的电流密度特性，但使用寿命短（长达 1 小时）。它们主要用于需要可靠性和短期运行的火箭技术。
重要的！ 最初，热化学源不能提供电流。它们包含固态电解质，为了使电池正常工作，必须将其加热到 500-600°C。这种加热是通过一种特殊的烟火混合物完成的，这种混合物在适当的时候被点燃。
真实来源和理想来源的区别
根据物理定律，理想的电源必须具有无限大的内阻，以确保负载中电流的恒定性。实际电源具有有限的内阻，这意味着电流取决于外部负载和内阻。
简而言之，这就是现代电流源的多样性。从概述中可以看出，今天已经创建了大量具有适合任何应用程序特性的源。
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