電流源是在閉合電路中產生電流的裝置。如今，已經發明了大量類型的此類源。每種類型都用於特定目的。
電流源的類型
有以下類型的電流源：
- 機械的;
- 熱的;
- 光;
- 化學。
機械源
在這些來源中，機械能轉化為電能。轉換是在特殊設備 - 發電機中進行的。主要發電機是渦輪發電機，其中電機由氣體或蒸汽流驅動，水力發電機將落水的能量轉換為電能。產生地球上大部分電力的是機械轉換器。
熱源
這是熱能轉化為電能的地方。電流是由兩對接觸的金屬或半導體（熱電偶）之間的溫差產生的。在這種情況下，帶電粒子從受熱區域傳輸到冷區域。電流的大小直接取決於溫差：溫差越大，電流越大。基於半導體的熱電偶的熱輸出是雙金屬熱電偶的 1000 倍，因此它們可用於製造電流源。金屬熱電偶僅用於測量溫度。
小費！ 要製作熱電偶，必須將兩種不同的金屬連接在一起。
現在已經開發出基於放射性同位素自然衰變釋放的熱量轉換的新元素。這種元素被稱為放射性同位素熱電發生器。在航天器中經過充分驗證的發電機中使用了同位素钚 238。它在 30 V 的電壓下提供 470 W 的功率。由於該同位素的半衰期為 87.7 年，因此發生器的使用壽命非常長。雙金屬熱電偶用作熱電轉換器。
光源
隨著二十世紀後期半導體物理學的發展，出現了新的電流來源——太陽能電池，其中光能被轉換為電能。它們利用半導體的特性在暴露於光通量時產生電壓。這種效應在矽半導體中特別強。儘管如此，這種電池的效率不超過 15%。太陽能電池已成為航天工業中不可或缺的一部分，也已開始應用於日常生活中。這種電源的價格不斷下降，但仍然很高：每 1 瓦功率約 100 盧布。
化學來源
所有化學來源可分為 3 組：
- 電偶
- 蓄能器
- 熱的
原電池的工作原理是放置在電解質中的兩種不同金屬的相互作用。金屬和電解質對可以是不同的化學元素及其化合物。元素的類型和特性取決於此。
重要的！ 原電池只能使用一次，即一旦放電，就無法恢復。
有 3 種類型的電流源（或電池）：
- 鹽水;
- 鹼性;
- 鋰。
鹽或其他“幹”電池使用一些金屬鹽的糊狀電解質，放置在鋅杯中。陰極是位於杯子中心的石墨-錳棒。這種電池的廉價材料和易於製造使它們成為最便宜的。但它們的特性遠不如鹼性電池和鋰電池。
鹼性電池使用鹼性氫氧化鉀的糊狀溶液作為電解質。鋅陽極被鋅粉代替，增加了電池的電流輸出和運行時間。這些細胞的壽命是鹽細胞的 1.5 倍。
在鋰電池中，陽極由鹼金屬鋰製成，這大大增加了運行時間。但與此同時，由於鋰的成本相對較高，價格有所上漲。此外，鋰電池可以根據正極材料的不同而具有不同的電壓。電池的電壓範圍為 1.5V 至 3.7V。
電池 - 電流源，可以進行多次充放電循環。電池的主要類型有：
- 鉛酸;
- 鋰離子；
- 鎳鎘。
鉛酸電池由浸入硫酸溶液中的鉛板組成。當外部電路閉合時，會發生化學反應，將鉛在陰極和陽極轉化為硫酸鉛，並形成水。在充電過程中，陽極處的硫酸鉛在陰極處被還原為鉛和二氧化鉛。
資源！ 一個鉛鋅電池產生 2 V 的電壓。通過串聯電池，您可以獲得 2 的任何電壓倍數。例如，在汽車電池中，電壓為 12 V，因為連接了 6 個電池。
鋰離子電池之所以得名，是因為電解液中的電力載體是鋰離子。離子出現在陰極上，陰極由鋁箔基材上的鋰鹽製成。陽極由不同的材料製成：石墨、氧化鈷和其他化合物，位於銅箔基材上。
電壓可以介於 3 V 和 4.2 V 之間，具體取決於所使用的組件。由於自放電率低、充放電循環次數多，鋰離子電池在家用電器中非常受歡迎。
重要的！ 鋰離子電池對過度充電非常敏感。因此，要給它們充電，您必須使用專為它們設計的充電器，這些充電器具有內置的特殊電路以防止過度充電。否則，它會損壞電池並導致其著火。
對於鎳鎘電池，陰極由鎳鹽在鋼柵上製成，陽極由鎘鹽在鋼柵上製成，電解質是氫氧化鋰和氫氧化鉀的混合物。這種電池的額定電壓為 1.37 V。它可以承受 100 到 900 次充放電循環。
小費！ 與鋰離子電池不同，鎳鎘電池可以在放電狀態下儲存。
熱化學電池用作備用電源。它們具有出色的電流密度特性，但使用壽命短（長達 1 小時）。它們主要用於需要可靠性和短期運行的火箭技術。
重要的！ 最初，熱化學源不能提供電流。它們包含固態電解質，為了使電池正常工作，必須將其加熱到 500-600°C。這種加熱是通過一種特殊的煙火混合物完成的，這種混合物在適當的時候被點燃。
真實來源和理想來源的區別
根據物理定律，理想的電源必須具有無限大的內阻，以確保負載中電流的恆定性。實際電源具有有限的內阻，這意味著電流取決於外部負載和內阻。
簡而言之，這就是現代電流源的多樣性。從概述中可以看出，今天已經創建了大量具有適合任何應用程序特性的源。
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