Ответьте на вопросы, страница 144 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Какие источники постоянного тока вам известны?

2. Почему появилась необходимость в преобразователях постоянного тока в переменный? Как их называют?

1. Какие источники постоянного тока вам известны?
Источники постоянного тока — это устройства, создающие и поддерживающие электрический ток, который не изменяет свое направление с течением времени. К известным источникам относятся:
- Химические источники тока: устройства, где электрическая энергия генерируется в результате химических реакций. Они делятся на одноразовые гальванические элементы (батарейки) и перезаряжаемые аккумуляторы (например, автомобильные свинцово-кислотные или литий-ионные в гаджетах).
- Фотоэлектрические преобразователи (солнечные батареи): устройства, которые напрямую преобразуют энергию света в электричество постоянного тока за счет фотоэлектрического эффекта в полупроводниках.
- Термоэлектрические генераторы (термоэлементы): генерируют ЭДС (напряжение) при наличии разности температур между спаями разнородных проводников (эффект Зеебека).
- Электромеханические генераторы постоянного тока (динамо-машины): преобразуют механическую энергию вращения в электрическую энергию постоянного тока с помощью коллектора.
- Выпрямители: электронные устройства, которые преобразуют переменный ток из бытовой сети в постоянный. Они не являются первичными источниками энергии, но служат непосредственным источником постоянного тока для большинства электронных приборов (например, блоки питания компьютеров, зарядные устройства для телефонов).

Ответ: К известным источникам постоянного тока относятся гальванические элементы (батарейки), аккумуляторы, солнечные батареи, термоэлементы, генераторы постоянного тока (динамо-машины) и выпрямители.

2. Почему появилась необходимость в преобразователях постоянного тока в переменный? Как их называют?
Необходимость в преобразовании постоянного тока (DC) в переменный (AC) возникла по нескольким ключевым причинам:
- Эффективная передача электроэнергии на большие расстояния. Переменный ток позволяет очень легко и с высоким КПД (более 99%) изменять напряжение с помощью трансформаторов. Для передачи энергии на большие расстояния напряжение значительно повышают. Это позволяет, при той же передаваемой мощности ($P = UI$), уменьшить силу тока $I$. Снижение силы тока ведет к значительному уменьшению потерь мощности на нагрев проводов, так как эти потери пропорциональны квадрату силы тока ($P_{потерь} = I^2R$). Преобразование напряжения постоянного тока является технически более сложной и дорогой задачей.
- Совместимость с бытовыми и промышленными приборами. Исторически сложилось, что мировые энергетические системы построены на переменном токе. В результате подавляющее большинство бытовых и промышленных приборов (холодильники, кондиционеры, станки) и особенно асинхронные электродвигатели рассчитаны на питание от сети переменного тока. Асинхронные двигатели конструктивно проще, надежнее и дешевле двигателей постоянного тока аналогичной мощности.
- Работа от автономных источников. В системах автономного электроснабжения, где источником энергии служит аккумулятор или солнечная батарея (дающие постоянный ток), необходимо преобразовывать этот ток в переменный для питания стандартных бытовых приборов.

Устройства, которые выполняют преобразование постоянного тока в переменный, называют инверторами.

Ответ: Необходимость в преобразователях постоянного тока в переменный возникла, во-первых, из-за возможности эффективной передачи переменного тока на большие расстояния с минимальными потерями (благодаря трансформаторам), и, во-вторых, из-за того, что большинство бытовых и промышленных электроприборов рассчитано на питание от сети переменного тока. Такие преобразователи называют инверторами.