Az egyenáramú tápegység megértéséről és alkalmazásáról
Életünk során az egyének állandóan ki vannak téve egy-egy ismerős tárgynak, de gyakran figyelmen kívül hagyjuk a nem közismert, de a mindennapi életünk szempontjából közvetlenül releváns információkat is. A szerkesztő ma egy ilyen egyenáramú tápegységet mutat be Önnek. Mi az egyenáramú (DC) tápegység? Háromfázisú és váltakozó áramú hálózati tápegységről egyaránt képes elektromos áramot fogadni, és több ezer vagy akár több tízezer voltos egyenfeszültséget is képes előállítani.
Az egyenáramú áramforráson két pozitív és negatív pólus található. A pozitív pólusnak nagy, a negatív pólusnak kicsi a potenciálja. Áram folyhat a pozitív elektródától a negatív elektródáig egy külső áramkörben, ha két elektródát csatlakoztatunk egy áramkörhöz, és az áramkör két vége között állandó potenciálkülönbség marad fenn. Az egyenletes áram áramlásának fenntartása érdekében az egyenáramú tápegység különféle energiákat alakít át elektromos energiaellátó áramkörökké.
Egyenletes áramlást nem lehet fenntartani pusztán a vízszint különbségével; ehelyett vízszivattyút kell használni a víz folyamatos mozgatására az alsó részből a felső részbe. Ehhez hasonlóan a nem elektrosztatikus kölcsönhatások, más néven nem elektrosztatikus erők felhasználhatók arra, hogy egy egyenáramú áramforrás segítségével a pozitív töltéseket a kisebb potenciálú negatív elektródáról egy magasabb potenciálra térítsék vissza. A töltések által létrehozott elektrosztatikus tér azonban önmagában nem képes állandó áramot fenntartani. A stabil áram biztosítása érdekében az elektródák közötti potenciálkülönbség és a pozitív elektróda potenciálja egyaránt megmarad.
Egyenáramú áramforrásban a nem elektrosztatikus erő a negatív pólusról a pozitív pólusra mutat. A pozitív elektródától a negatív elektródáig áram jön létre a tápegységen kívül (külső áramkör), amikor az egyenáramú tápegységet csatlakoztatják hozzá. Ennek oka az elektromos térerő nyomása. A nem elektrosztatikus erők áramot indukálnak a negatív elektródától a pozitív elektródáig egy tápegységben (belső áramkörben), ami a töltés áramlását zárt ciklusban eredményezi.
Az egyenáramú tápegység típusa számos. Az energiaátalakító mechanizmus és a nem elektrosztatikus erő természete az egyenáramú tápegységek különböző típusai között változik. A vegyi akkumulátorokban (pl. szárazelemekben, akkumulátorokban stb.) fellépő nem elektrosztatikus erők olyan kémiai jelenségek, amelyek az ionok oldódásával és lerakódásával kapcsolatosak. A termoelektromos áramforrásokban, mint például a félvezető és a fém hőelemek, a Joule-hő eloszlik a vegyi akkumulátor kisütésekor, amely a kémiai energiát elektromos energiává alakítja. A hőmérséklet és az elektronkoncentráció változásaiból eredő diffúziós hatások nem elektrosztatikus erőknek minősülnek. A hőenergia egy része elektromos energiává alakul át, amikor egy termoelektromos forrás egy külső áramkört táplál meg.
Az elektromágneses indukció az egyenáramú generátorban fellépő nem elektrosztatikus erő. A mechanikai energia elektromos energiává és Joule-hővé alakul, amikor egy egyenáramú generátor áramot szolgáltat. A napelemekben a fotovoltaikus hatás a nem elektrosztatikus erő. A fényenergia elektromos energiává és Joule-hővé alakul, amikor egy fotovoltaikus cellát bekapcsolnak.
