Физическими источниками тока
называют устройства, преобразующие тепловую, механич.,
электромагнитную энергию, а также энергию радиационного излучения и ядерного
распада в электрическую. В соответствии с наиболее часто употребляемой
классификацией к физ. И. т. относят: электромашинные генераторы, термоэлектрич.
генераторы, термоэмиссионные преобразователи, МГД-генераторы, а также генераторы,
преобразующие энергию солнечного излучения и атомного распада.
Электромашинные
генераторы, преобразующие механич. энергию в электрическую,-наиболее распространённый
вид источников электрич. энергии, основа совр. энергетики. Они могут быть
классифицированы по мощности (от долей вт до сотен Мет), по
назначению и особенностям эксплуатации (стационарные, транспортные, резервные
и т. д.), по роду первичного двигателя (дизель-генераторы, Турбо- и гидрогенераторы),
по рабочему телу (пар, вода, газ) и т. д. Благодаря длительному периоду
теоретич., конструктивного и технологич. совершенствования характеристики
этого типа И. т. достигли значений, близких к предельным (см. Генератор
электромашииный).
Работа термоэлектрического
генератора (ТЭГ) основана на использовании Зеебека эффекта. Рабочим
материалом в ТЭГ служат различные полупроводниковые соединения кремния,
германия и т. п. (как правило, твёрдые растворы). Кпд ТЭГ от 3 до 15% в
диапазоне темп-р от 100 до 1000°С. Исследования ТЭГ ведутся в СССР, США,
Франции и др. Области возможного применения ТЭГ: автономные источники питания
(на транспорте, в технике связи, медицине), антикоррозионная защита (на
магистральных трубопроводах) и др. (см. Термоэлектрический генератор).
Принцип работы
термоэмиссионного преобразователя (ТЭП) основан на использовании термоэмиссионного
эффекта (испускание электронов поверхностью нагретого металла). Термоэмиссионный
поток электронов зависит гл. обр. от темп-ры и свойств поверхности материала.
Кпд отд. лабораторных образцов ТЭП достигает 30%, а действующих энергетич.
установок 15% (при электрической мощности, снимаемой с единицы поверхности
катода,- 30 вт/см2). Наиболее перспективно применение
ТЭП в качестве автономных источников электроэнергии большой мощности (до
100 квт). Работы по ТЭП ведутся в СССР, США, ФРГ, Франции и др.
(см. Термоэмиссионный преобразователь энергии).
Принцип действия
И. т., преобразующих энергию солнечного излучения, основан на использовании
внутреннего фотоэффекта (см. Фотоэлектрические явления). Фотоэлектрический
генератор (солнечная батарея) представляет собой совокупность вентильных
фотоэлементов, преобразующих энергию солнечного излучения в электрическую.
Практически прямое преобразование энергии солнечного излучения стало возможно
лишь после создания в 1953 высокоэффективного фотоэлемента из монокристаллич.
кремния. Лучшие образцы кремниевых фотоэлементов имеют кпд ок. 15% ; срок
службы их практически неограничен. Солнечные батареи применяются гл. обр.
в кссмич. технике, где они занимают доминирующее положение как источники
энергии на искусств, спутниках Земли, орбитальных станциях и космич. кораблях,
а также для снабжения электроэнергией удалённых от линии электропередачи
районов с большим числом солнечных дней в году, напр, в Туркменской ССР,
Индии, Пакистане (см. Гелиотехника).
И. т., преобразующие
энергию атомного распада (атомные батареи), используют кинетич. энергию
электронов, образующихся при (3-распаде. Эти И. т. находились к 1971 в
стадии разработки, и их практич. использование требует решения мн. конструкторских
и технологич. задач. Кпд атомных батарей невысок (до 1%), а область применения
может быть определена лишь после накопления достаточного опыта их использования.
Лит. см.
при статьях с описанием конкретных типов источников тока.
Н. С. Лидоренко.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я