Электрификация

Справочник домашнего мастера

Как сделать источник тока в домашних условиях

Содержание

Как сделать батарейку своими руками?

Вокруг современного человека постоянно находятся электрические приборы, работающие на батарейках. В этих крошечных элементах есть ток. Он так же присутствует во фруктах и овощах! Если собрать овощно-фруктовый источник энергии, то им можно зарядить телефон или подпитать лампу. Рассмотрим, как сделать батарею своими руками несколькими способами.

Лимонная батарейка

Чтобы изготовить источник энергии из кислого фрукта придется обзавестись следующим:

  1. 1 лимон.
  2. 2 проводка.
  3. Медная монета или проволока.
  4. Стальной гвоздь или что-то другое металлическое поможет сделать батарею достаточно прочной.

Об изготовлении данного источника тока читайте в статье батарейка из лимона!

Как сделать батарейку из стекла и жидкости?

Чтобы изготовить подобный источник энергии потребуется следующие вещи:

  1. Банка или стакан из стекла.
  2. Вода.
  3. Проводки.
  4. Хлористый аммоний.
  5. Пластина из меди.
  6. Алюминиевая пластинка или цинковая.

Уделите большое внимание площади пластинок меди и алюминия. Желательно чтобы она была размером с ладонь. Так будущая сделанная батарея будет более эффективна.

После того, как весь инвентарь будет собран припаяйте провода к пластинам. Они должны быть значительно выше банки. Разместите их в этой емкости таким образом, чтобы они не соприкасались друг с другом.

Чтобы получить правильный электролит выполните смешивание воды и хлористого аммония. Следует на 0.1 H2O брать 50 грамм порошка. Затем перелить эту смесь в стакан или баночку.

Если вы не боитесь, то электролитический раствор можно создать из серной кислоты. Он должен выйти 20 процентным. Всегда вливайте кислоту в воду. Если перепутать, то начнется кипение и разбрызгивание ядовитого раствора. Не забывайте о средствах защиты. Перчатки и очки всегда должны быть при себе.

Созданное вещество налить до краев в подготовленную емкость.

Если сделать батарею, а потом копировать ее несколько раз, то можно получить хорошее устройство, от которого можно будет зарядить даже очень энергетически затратный гаджет.

Как сделать батарею из монет?

По сути это простейшая батарейка. Ее называют некоторые мудрецы вольтовым столбом. Так как она похожа на первую батарейку, созданную профессором Вольтом.

Вот что потребуется для изготовления:

  1. Медные монетки. Можно брать по 50 или 10 копеек.
  2. Бумагу.
  3. Фольгу.
  4. Сильно соленая вода или уксус.

Чтобы самоделка имела красивый эстетический вид лучше брать одинаковые монеты. Перед началом опытов их нужно обмакнуть в уксус. Это поможет убрать грязь и оксидный налет. Дальше нужно изготовить из фольги и бумаги кругляшки формой как монетки. Их должно быть на 2 штуки меньше чем монеток, так как нужны контакты для крепления проводников.

Данный монетный столб изготавливается по следующему алгоритму:

  1. Вымоченная бумажка в уксусе или сильном солевом растворе прилепляется к монетке.
  2. Поверх бумаги ложится кружок из фольги.
  3. После этого устанавливается монетка.
  4. Все повторяется до тех пор, пока медные монетки не закончатся.
  5. У вас с одного конца должен получится плюс, а с другого минус.

Помните о том, что большое количество монеток даст вам больше напряжения. Когда данный опыт закончится монеты заржавеют и будут не годными для дальнейшего использования в быту.

Когда между фольгой и монетой находится электролит образуется разность потенциалов и в итоге образуется ток.

Как сделать батарею в пивной банке?

Что бы изготовить этот элемент питания следует взять:

  1. Соль и воду.
  2. Банку из алюминия.
  3. Парафиновую свечу.
  4. Уголь или пыль от потухшего костра.
  5. Стержень из графита.
  6. Пенопласт от 1 сантиметра и выше.

Первым делом у полученной баночке отрезаем верхнюю часть. Из куска пенопласта создаем круг. Он должен подходить к дну банки. Так же следует выполнить не сквозное отверстие. Оно нужно для стержня. Пенопласт кладется на дно и в него втыкается графитовый стержень. Убедитесь, что он встал прямо по центру банки. Дальше засыпьте всю пустоту углем.

Помните, что графитовый стержень не должен сближаться со стенками баночки иначе сделать батарею не получится.

После этой процедуры остается создать раствор из соли. Для этого потребуется взять пол литра воды и 3 столовых ложки соли. Теперь все перемешайте и пусть вся соль растворится полностью. Получившийся электролит перелейте в баночку и закупорьте ее воском. Но помните графитовый стержень должен торчать из банки.

Теперь цепляйте провода к только что созданным полюсам. В качестве анода или плюсового полюса выступает конец торчащего графита. Минусом же или катодом будет корпус баночки. Чтобы сделанная батарея генерировала до 3 вольт, следует последовательно присоединить 2 таких элемента.

От подобной батареи будут функционировать часы, лампочка или калькулятор. Подобную самоделку даже можно подзарядить.

Как сделать батарею из зубной пасты, картошки и соли?

Подобный источник энергии является одноразовым. Этот элемент позволит вам в походных условиях разжечь костер при помощи обычного замыкания.

Основной инвентарь:

  • Паста для чистки зубов.
  • Большая картофелина.
  • Соль.
  • Медные провода без изоляции на концах.
  • Маленькие щепки, зубочистки или подструганные до остра спички.

Картошку режим так чтобы площадь в итоге была максимально возможной. Дальше ножом выковыриваем из одной половинки углубление. Туда сыпем соль и смешиваем с пастой для зубов. Заполняем лунку полностью до краев. Это будет нашим электролитом.

Теперь в руки берем оставшуюся часть картофелины и создаем в ней 2 небольших отверстия под провода. Они должны находится над нашим электролитом. В эти дырочки заталкиваем медные провода, концы которых очищаем от изоляции. Теперь соединяем вместе 2 половинки картофеля. В итоге нам удалось сделать батарею в домашних условиях! Ах, да еще ее нужно скрепить зубочистками с двух сторон.

После того как конструкция будет сделана подождите не менее 5 минут. Далее замыканием проводников добейтесь искры. Естественно если вы желаете разжечь костер, то искру нужно выбивать на что-то легко воспламеняющееся.

Читайте так же о другом способе изготовления батареи из картофеля.

Конечно все что перечислено выше полноценно не сможет заменить элементы питания! Но для интереса и общего развития данные конструкции можно повторить! Особенно фруктовые, овощные и другие типы батареек пригодятся в походных условиях для добычи огня!

Какой источник тока можно изготовить в домашних условиях?​

Что точнее всего характеризует напряжение в 330000 В? напряжение высоковольтной линии напряжение, необходимое для трамвая напряжение аккумулятора авто машины напряжение, необходимое электричке Щоб підвищити температуру 16 кг води до 37 °С довелося долити до неї 0,87 л води нагрітої до 96 °С . Яку початкову температуру мала вода? Какой диаметр должен иметь стальной трос подъемного устройства, если максимальная масса поднимаемого груза, 5 т? Запас прочности 6. Предел прочности с тали 500 МПа, а модуль Юнга 210 ГПа. Яка маса урану повинна ділитися за хвилину, щоб потужність ядерного джерела енергії становила 3.2 кВт? вважати що при поділі одного ядра урану виділяє ться 3.2×10^-11 Дж енергії. маса одного ядра урану 3.9×10^-25 кг. масою електронів знехтувати​ Циліндр з рухомим поршнем заповнений азотом під тиском 200кПа змінив свій обєм з 60 до 80л. Знайти яким став тиск Помогите, иначе мне крышка Дам 35 баллов!!! Задача: на столе 4 измерительных цилиндров. В две налито молоко 250 мл и 150 мл, а в две обычная вода 250 мл и 150 мл Обычно Маша добирается до школы за 45 минут. Из них 20 минут она едет 1 остановку на автобусе, а остальное время идет пешком. Вечером ударили морозы и дороги стали скользкими. Маша знает, что на скользкой дороге ее скорость уменьшается в 2 раза. А автобус едет на 20% медленнее. Сколько времени уйдет на дорогу у Маши следующим утром? Ответ укажите в минутах. Во сколько раз жесткость пружинного маятника, имеющего период 0,4 сек, отличается от жесткости маятника, период которого 0,5 секунд, если массы грузов обоих маятников одинаковы? Поясніть чому гази можна стис кувати сильніша ніж рідини?

Источник тока из алюминия своими руками


Приветствую, Самоделкины!
Из года в год добыча нефти становится все более сложной и топливо, получаемое из нее, становится все более дорогим. В странах евросоюза так вообще грозятся перестать выпускать бензиновые двигатели, хотят заменить весь транспорт на электромобили. Но вот литиевые батареи до сих пор далеко не идеальные и к слову, идеальными становиться совсем не торопятся. В лучшем случае на одном заряде литиевой батареи получится преодолеть дистанцию максимум в 700 км, после чего придется заряжать аккумулятор примерно неделю, а если использовать для зарядки обыкновенную розетку, то это вообще займет просто уйму времени. И вы только представьте, что произойдет, если все начнут постоянно заряжать свои электромобили, какие будут огромные нагрузки на электросеть и как сильно будет просаживаться напряжение. В общем, будущее литиевых аккумуляторов пока видится довольно туманно и с каждым годом все больше и больше исследований посвящается поискам новых вариантов аккумуляторных батарей.

Как известно, самым энергоемким металлом является алюминий. Уже в наше время на некоторых опытных образцах алюминиевых батарей можно проехать без подзарядки порядка 2000 км, причем перезарядка аккумуляторных батарей данного типа происходит всего за 15 минут, после чего можно ехать дальше еще около 2000 км.
Перезарядка алюминиевых батарей отличается от зарядки аккумуляторов на основе лития. Но тем не менее в ней нет ничего сложного, просто нужно вставить новый алюминий, вылить электролит и налить новый электролит, все — по сути, то же самое, что и бензиновый автомобиль, только это уже электромобиль, и нет никаких нагрузок на электросети. К тому же не нужно плодить огромное количество розеток с проводами с огромным сечением, чтобы все эти электромобили зарядить.
Но тут не все так гладко. Достать электричество из алюминия оказывается совсем не так просто, как хотелось бы. Сперва давайте разберемся в чем заключается принцип алюминий-воздушной батареи.
Чтобы такая батарея начала работать понадобятся 2 электрода: один естественно из алюминия, а второй — из графита. Оба эти электрода находятся в растворе электролита.

В качестве электролита можно использовать поваренную соль (NaCl), но с ней можно поднять напряжение примерно до 0,7В. Щелочным электролитом (NaOH) напряжение можно поднять уже больше, примерно до 1В.
В ходе химической реакции алюминий покрывается слоем гидроксида алюминия (Al(OH)3), который плавно опускается на дно емкости. А на поверхности электрода из графита образуются пузырьки водорода, которые в свою очередь приводят к повышению сопротивления и падению напряжения, этот процесс называется поляризацией.

Первую проблему с выпадением осадка гидроксида алюминия можно избавиться простым увеличением емкости, куда будет оседать отработанный продукт, а вот от второй проблемы может помочь деполяризующая масса на основе оксида марганца, который в процессе работы будет превращаться в гидроксид марганца.

По сути мы получили обыкновенную щелочную батарейку, но только очень большую. Но возникает новая проблема. Дело в том, что оксид марганца тоже расходуются и его тоже придется менять. А нам необходимо добиться чтобы расходовался только алюминий. Для этого придется взять кислород из окружающего воздуха. Вот тут-то и начинается алюминий-воздушная батарея. Одну из стенок просто нужно заменить газопроницаемой мембраной, а графитовый электрод нужно заменить смесью графита и оксида марганца с наночастицами платины или серебра.

Оксид марганца с наночастицами благородного металла не вступает в реакцию, а действуют как катализатор, благодаря чему водород из электролита окисляется кислородом находящемся в воздухе.

Технологиями получения оксида марганца с включениями наночастиц серебра в принципе не сложна и его можно попробовать получить в кустарных условиях. Но в данной статье мы разберем как сделать максимально бюджетный вариант батареи, получающей энергию из алюминия. Дальнейшая инструкция взята с YouTube канала «Огненное ТВ». Более подробно в оригинальном видеоролике автора:

Максимально бюджетный вариант графита — это летние контактные вставки для троллейбусов. Их можно найти абсолютно бесплатно на конечных троллейбусных остановках, а можно и купить, стоят они не дорога, автор нашёл их в продаже по 22 рубля за штуку.

Далее нам потребуется щелочь. Вот такое средство для чистки труб в своем составе содержит стопроцентную натриевую щелочь.

Для запуска реакции щёлочи нам понадобится совсем чуть-чуть, будет достаточно 1г щёлочи на 0,5л воды.
Первым делом давайте проверим действительно ли в данной батареи нужно использовать графитовый электрод. Для опыта возьмем вот такой вот электрод из нержавеющей стали.
Теперь помещаем алюминиевую пластину и электрод из нержавейки в щелочь, подключаем мультиметр и смотрим сколько вольт получится.
Как видим, получилось примерно 1,4В. Теперь давайте проверим ток короткого замыкания.
Ток КЗ получился в районе 20мА. Какие можно сделать выводы: теоретически в экстремальных условиях возможно собрать батарею из нержавеющих кружек и алюминиевой фольги.
Следующий у нас будет медный электрод, выполненный из электротехнической меди.
Как можем наблюдать напряжение получилось чуть выше чем 1,4В, а вот ток короткого замыкания поначалу было высоким, но потом начал достаточно быстро проседать и медь к тому же начала покрываться темным налетом, скорее всего такой эффект вызвали примеси в воде, так как воду для этого эксперимента автор взял водопроводную, из-под крана.
Теперь погружаем в раствор электролита графитовый электрод.
С данным электродом получилось напряжение 1,3В, ток короткого замыкания остановился в районе 17мА. На первый взгляд кажется, что электрод из нержавеющей стали более эффективен, но площадь поверхности нержавеющего электрода больше, так что пока неизвестно что лучше графит или нержавейка.
Так как графит имеет достаточно большое сопротивление, нужно с ним как-то бороться. Необходимо изготовить электроды из хорошо проводящего ток материала, а графит должен быть только на его поверхности. Было решено просверлить графит насквозь, и в получившихся отверстиях нарезать резьбу под болты м6.
В итоге получился стальной электрод с графитовой оболочкой.
Сопротивление не просверленного графита составляет примерно 4.5Ом, а просверленного графита примерно 1,7 Ома.
На лицо уменьшение сопротивления, а, следовательно — эффективность конструкции возрастет. В дальнейших экспериментах будем использовать дистиллированную воду.
Первый эксперимент с электролитом, в котором 4г щелочи на 1л воды.
Ток короткого замыкания получился 150мА. Следующий электролит имеет концентрацию 6г щелочи на 1 литр. Ну и так далее, каждый раз будем увеличивать концентрацию на 2г пока не дойдем до концентрации, при которой ток не будет расти.
Даже несмотря на то, что у такая простая батарея обладает не большой отдачей по току, но зато такая батарея может работать очень долго, а в качестве электродов можно использовать любой алюминий, который легко переплавить в электроды любой формы, например, алюминиевые банки из-под различных алкогольных и безалкогольных напитков, фольга от шоколада и т.п.

В итоге, после всех проделанных экспериментах с различной концентрацией электролита, становится понятно, что при такой конструкции батареи не имеет смысла добавлять более 12г щелочи на 1 литр воды, то есть у нас получается примерно 1% раствор.
Затем автор собрал еще одну обойму, состоящую из 3-ех электродов.
Две батареи дают более высокое напряжение и потери меньше, поэтому и результат лучше.
А теперь возьмем ведро электролита, большой кусок алюминия и 2 электрода из нержавейки.
В ведре электролит концентрации 10г/1л. Пиковый ток 1,3А, просел он до 520мА. При всей огромной площади нержавейки с графитом она не сравнилась, потому что с графитом получилось 600мА. Кстати, в ходе реакции выделяется водород, который также можно собирать и использовать как источник энергии. Короче, есть куда расти. На этом пока все. Благодарю за внимание. До новых встреч! Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

Самый простейший источник питания, способный подзарядить мобильник в походных условиях

Простое зарядное устройство своими руками

Отправляясь в туристический поход – пеший, на лошадях или на плотах, мы сознательно и даже с удовольствием отрываемся от таких благ цивилизации, как электроплита, телевизор, холодильник. То есть мы покидаем зону действия электричества.

Но с тех пор, как появилась мобильная телефонная связь, мы так привыкли к мобильникам, что без них не представляем себе даже туристический поход. Но ведь не положишь в рюкзак электрогенератор или запас аккумуляторов! Надо изыскать какой-то простейший источник питания, способный подзарядить мобильник. Источник, который можно было бы изготовить прямо на месте, причем без больших затрат.

И такой источник есть: это гальванический элемент (вспомните школьную физику). Принцип его работы основан на том, что некоторые пары металлов при соприкосновении в электролитической среде (раствор или расплав кислот, солей или оснований) вырабатывают электрический ток. Их называют гальваническими парами.

Например, медь и алюминий составляют гальваническую пару и потому медный провод нельзя напрямую соединять с алюминиевым. В месте их контакта возникает электрический ток (так как воздух является электролитом), из-за этого образуется закись меди, что приводит к нарушению контакта.

Мы сможем получить простой источник питания, если куски железной и медной проволоки (это будут электроды, образующие гальваническую пару) воткнем во влажный грунт (электролит) в полиэтиленовом мешочке. Этот элемент даст едва заметный ток. Усилим его, заменив куски проволоки пластинами – чем бóльших размеров, тем лучше. Еще больше усилим, пропитав грунт солевым раствором.

Если к электродам подключим вольтметр, он покажет наличие напряжения. Конечно, очень небольшого – максимум 1 вольт. И ток будет невелик – 20-50 мА.

Но у нас есть еще несколько пластин и куча полиэтиленовых мешочков (впрочем, вместо мешочка годится любой более дорогой сосуд). Из них мы сделаем еще несколько гальванических элементов и соединим их последовательно. Получим батарею гальванических элементов. Так мы достигнем напряжения, достаточного для подзарядки аккумуляторов сотового телефона или других устройств.

Да, такой простой источник питания примитивен и имеет невысокий коэффициент полезного действия. Зато он

– крайне дешевый и делается из материалов, которые буквально валяются под ногами (пластинки металла, обрезки труб, проволока, полиэтиленовые мешочки);

– не имеет никаких подвижных частей и не требует обслуживания (разве что время от времени придется поливать грунт для поддержания влажности): один раз изготовил, и пользуйся, сколько хочешь;

– работает независимо от погодных условий (не требует солнца или ветра);

– прост в изготовлении: его легко сделает любой школьник младших классов;

– очень мобильный, что важно для туристов: разбили стоянку, достали из рюкзака электроды, воткнули их в землю, вылили пару котелков воды и – гуляй. За ночь будут заряжены аккумуляторы мобильных телефонов, фонариков, фотоаппаратов, раций и навигаторов.

Гальваническими элементами как источниками тока пользовались еще с конца 18-го века, когда итальянский физиолог и физик Луиджи Гальвани обнаружил появление разности потенциалов при соприкосновении разных металлов в электролите. Тогда батареи гальванических элементов были очень дорогими и дефицитными. Сегодня, даже при изобилии экономичных низковольтных источников питания массового пользования, архаичный гальванический элемент все еще может принести пользу как простейший источник питания.

Советуем вам ознакомиться с не менее интересными статьями:

♦ Все о зарядке автомобильного аккумулятора

♦ Простая самодельная походная спиртовка

♦ Самодельный детекторный приемник без батареек

♦ Печка-ведро для дачи своими руками

В заключение, изменим нашу традицию и сегодня посмотрим вот это замечательное видео:
«Что можно сделать с девушкой на бильярдном столе»

Будем благодарны, если Вы поделитесь этой статьей здесь:

Топливный элемент своими руками дома

Водородный топливный элемент компании Nissan

С каждым годом совершенствуется мобильная электроника, становясь все распространение и доступнее: КПК, ноутбуки, мобильные и цифровые аппараты, фоторамки и пр. Все они все время пополняются новыми функциями, большими мониторами, беспроводной связью, более сильными процессорами, при этом, уменьшаясь в размерах. Технологии питания, в отличие от полупроводниковой техники, семимильными шагами не идут.

Имеющихся батарей и аккумуляторов для питания достижений индустрии становится недостаточно, поэтому вопрос альтернативных источников стоит очень остро. Топливные элементы на сегодняшний день являются наиболее перспективным направлением. Принцип их работы открыт был еще в 1839 году Уильямом Гроуом, который электричество генерировал изменив электролиз воды.

Что такое топливные элементы?

Видео: Документальный фильм, топливные элементы для транспорта: прошлое, настоящее, будущее

Топливные элементы интересны производителям автомобилей, интересуются ими и создатели космических кораблей. В 1965 году они даже были испытаны Америкой на запущенном в космос корабле «Джемини-5», а позже и на «Аполлонах». Миллионы долларов вкладываются в исследования топливных элементов и сегодня, когда существуют проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды, усиливающимися выбросомами парниковых газов, образующихся при сгорании органического топлива, запасы которого тоже не бесконечны.

Топливный элемент, часто называемый электрохимическим генератором, работает нижеописанным образом.

Схема работы Топливного элемента на водороде

Являясь, как аккумуляторы и батарейки гальваническим элементом, но с тем отличием, что хранятся в нем активные вещества отдельно. На электроды они поступают по мере использования. На отрицательном электроде сгорает природное топливо или любое вещество из него полученное, которое может быть газообразным (водород, например, и окись углерода) или жидким, как спирты. На электроде положительном, как правило, реагирует кислород.

Но простой на вид принцип действия, в реальность воплотить не просто.

Топливный элемент своими руками

Видео: Топливный водородный элементсвоими руками

К сожалению у нас нет фотографий, как должен выглядить этот топливный элекмнт, надеямся на вашу фантазию.

Маломощный топливный элемент своими руками можно изготовить даже в условиях школьной лаборатории. Необходимо запастись старым противогазом, несколькими кусками оргстекла, щелочью и водным раствором этилового спирта (проще, водкой), которое будет служить для топливного элемента «горючим».

Стационарная энергоустановка на базе химического топливного элемента

Прежде всего, необходим корпус для топливного элемента, изготовить который лучше из оргстекла, толщиной не менее пяти миллиметров. Внутренние перегородки (внутри пять отсеков) можно сделать немного тоньше – 3 см. Для склеивания оргстекла используют клей такого состава: в ста граммах хлороформа или дихлорэтана растворяют шесть грамм стружки из оргстекла (проводят работу под вытяжкой).

В наружной стенке теперь необходимо просверлить отверстие, в которое вставить нужно через резиновую пробку сливную стеклянную трубочку диаметром 5-6 сантиметров.

Все знают, что в таблице Менделеева в левом нижнем углу стоят наиболее активные металлы, а металлоиды высокой активности находятся в таблице в верхнем правом углу, т.е. способность отдавать электроны, усиливается сверху вниз и справа налево. Элементы, способные при определенных условиях проявлять себя как металлы или металлоиды, находятся в центре таблицы.

Теперь во второе и четвертое отделение насыпаем из противогаза активированный уголь (между первой перегородкой и второй, а также третьей и четвертой), который выполнять будет роль электродов. Чтобы через отверстия уголь не высыпался его можно поместить в капроновую ткань (подойдут женские капроновые чулки). В

Топливо циркулировать будет в первой камере, в пятой должен быть поставщик кислорода – воздух. Между электродами будет находиться электролит, а для того, чтобы он не смог просочиться в воздушную камеру, нужно перед засыпкой в четвертую камеру угля для воздушного электролита, пропитать его раствором парафина в бензине (соотношение 2 грамма парафина на пол стакана бензина). На слой угля положить нужно (слегка вдавив) медные пластинки, к которым припаяны провода. Через них ток отводиться будет от электродов.

Осталось только зарядить элемент. Для этого и нужна водка, которую разбавить с водой нужно в 1:1. Затем осторожно добавить триста-триста пятьдесят граммов едкого калия. Для электролита в 200 граммах воды растворяют 70 граммов едкого калия.

Топливный элемент готов к испытанию. Теперь нужно одновременно налить в первую камеру – топливо, а в третью – электролит. Присоединенный к электродам вольтметр должен показать от 07 вольт до 0,9. Чтобы обеспечить непрерывную работу элементу, нужно отводить отработавшее топливо (сливать в стакан) и подливать новое (через резиновую трубку). Скорость подачи регулируется сжиманием трубки. Так выглядит в лабораторных условиях работа топливного элемента, мощность которого, понятна мала.

Видео: Топливный элемент или вечная батарейка дома

Чтобы мощность была большей, ученые давно занимаются этой проблемой. На активной стали разработки находятся метанольный и этанольный топливные элементы. Но, к сожалению, пока на практику их выхода нет.

Почему топливный элемент выбран в качестве альтернативного источника питания

Работающая модель игрушки-электромобиля на водородном топливном элементе

Альтернативным источником питания выбран топливный элемент, поскольку конечным продуктом сгорания водорода в нем является вода. Проблема касается только в нахождении недорогого и эффективного способа получения водорода. Колоссальные средства, вложенные в развитие генераторов водорода и топливных элементов, не могут не принести свои плоды, поэтому технологический прорыв и реальное их использование в повседневной жизни, только вопрос времени.

Уже сегодня монстры автомобилестроения: «Дженерал Моторс», «Хонда», «Драймлер Коайслер», » Баллард», демонстрируют автобусы и авто, которые работают на топливных элементах, мощность которых достигает 50кВт. Но, проблемы, связанные с их безопасностью, надежностью, стоимостью — еще не решены. Как говорилось уже, в отличие от традиционных источников питания – аккумуляторов и батарей, в этом случае окислитель и горючее подаются извне, а топливный элемент лишь является посредником в происходящей реакции по сжиганию топлива и превращению в электричество выделяющейся энергии.

Протекает «сжигание» только в том случае, если элемент ток отдает в нагрузку, подобно дизельному электрогенератору, но без генератора и дизеля, а также без шума, дыма и перегрева. При этом, КПД намного выше, поскольку отсутствуют промежуточные механизмы.

Видео: Автомобиль на водородном топливном элементе

Большие надежды возлагаются на применение нанотехнологий и наноматериалов, которые помогут миниатюризировать топливные элементы, при этом увеличить их мощность. Появились сообщения, что созданы сверх-эффективные катализаторы, а также конструкции топливных элементов, не имеющих мембран. В них вместе с окислителем подается в элемент топливо (метан, например). Интересны решения, где в качестве окислителя используется кислород, растворенного в воде воздуха, а в качестве топлива – органические примеси, скапливающиеся в загрязненных водах. Это, так называемые, биотопливные элементы.

Топливные элементы, по прогнозам специалистов, на массовый рынок могут выйти уже в ближайшие годы

Перед началом капитального ремонта встает вопрос — какая проводка лучше медная или алюминиевая? Разобраться несложно, достаточно знать характеристики этих металлов и как они правильно используются.

Что учесть при выборе проводки

Медь и алюминий хорошо проводят электрический ток. Большая часть существующей проводки производится из этих металлов. Но между ними существуют отличия. Чтобы решить, какая проводка нужна в вашем случае, необходимо учесть следующие факторы:

  1. Медный провод выдерживает больший ток, если говорить о равном сечении.
  2. Алюминий обладает более высоким удельным электрическим сопротивлением. При одинаковых пропускаемых мощностях он нагревается сильнее меди.
  3. Кабеля из меди стоят дороже. Этот металл менее распространен в природе.
  4. Алюминий ломкий. Это вызывает трудности при монтаже.

Кабель алюминиевый АПВ 2х2,5

Алюминиевый провод, выпущенный несколько десятилетий назад, качественно отличается по механическим свойствам. Даже с учетом пройденного времени, он мягче и удобнее. По этому признаку можно отличить качественную проводку.

Технические характеристики проводов

Характеристики кабелей разнятся между собой. Оба металла имеют сильные и слабые стороны. Эти параметры необходимо знать для правильного выбора, монтажа и обслуживания проводки в квартире. Для их сравнения следует учесть ряд критериев.

Удельное электрическое сопротивление

Эта величина показывает связь между материалом проводника и электрическим сопротивлением. От этого параметра зависит, какой максимальный ток сможет пропустить кабель без перегрева и расплавления изоляции.

Металл Удельное электрическое сопротивление, Ом*мм2/м
Медь 0,017
Алюминий 0,028

Из таблицы следует, что при равных длинах и сечениях сопротивление алюминиевых проводов будет в 1,67 выше. Отсюда более высоким будет и нагрев при равных токах.

У меди меньше сопротивление поэтому можно обойтись кабелем меньшего сечения к содержанию

Теплопроводность

Данный параметр характеризует возможность проводника рассеивать лишнее тепло. Это свойство важно принять во внимание, ведь на кабеле не должно быть локальных перегревов. Для учета этого параметра применяет коэффициент теплопроводности. Чем он выше, тем лучше металл рассеивает температуру.

Металл Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*°C)
Медь 389,6
Алюминий 209,3

Очевидно, что превосходство меди сохраняется. Она рассеивает тепло в 1,86 раза эффективнее.

Высокая теплопроводность меди позволяет пропускать ток большей мощности к содержанию

Температурный коэффициент сопротивления

Температура проводки влияет на электрическое сопротивление. Отсюда будет меняться и падение напряжение в электросети. Связь между нагревом и проводимостью кабеля характеризуется температурным коэффициентом сопротивления.

Металл Температурный коэффициент сопротивления
Медь 0,043
Алюминий 0,042

Таблица показывает, что сопротивления металлов при нагреве ведут себя практически одинаково.

Вес кабелей из алюминия и меди

От этого параметра будет зависеть удобство монтажа и стоимость проводки. Вес вещества первостепенно зависит от плотности.

Металл Плотность, кг/м3
Медь 8900
Алюминий 2700

При равных объемах соотношение масс меди и алюминия составляет 3,3 раза. Для квартирной проводки этот фактор некритичен. Но для монтажа воздушных линий электропередач вес токоведущей жилы играет значимую роль. В данном случае алюминий выигрывает. Его масса ощутимо меньше.

Из-за меньшего веса алюминиевый провод исползуется на воздушных линиях электропередачи к содержанию

Прочность при растяжении

Это свойство применимо к воздушным линиям. Проводник должен выдерживать свой вес и круглогодичные растяжения из-за летней жары и зимних морозов. Прочность металлов определяется их временным механическим сопротивлением.

Металл Временное сопротивление, МПа
Медь 200-250
Алюминий 80-120

Таблица показывает, что медь на разрыв в 2 раза прочнее.

Период эксплуатации

Время эксплуатации кабеля зависит от условий среды. Если говорить о квартирной проводке, то срок службы рассматриваемых кабелей имеет существенные отличия.

Металл Ориентировочный период эксплуатации, лет
Медь 30
Алюминий 15

В старых домах проводку выполняли из алюминия. Она до сих пор исправно служит. Однако с цифрами не поспоришь. Срок службы медной проводки в 2 раза больше.

Медные провода отличаются больше долговечностью к содержанию

Какая проводка нужна для квартиры

В советское время для прокладки проводки использовали алюминиевые кабели. Самыми мощными потребителями электроэнергии были стиральные машины и холодильники. Они брали из сети по паре сотен ватт. С такими низкими нагрузками алюминий справлялся на ура.

Сейчас же люди используют электрические чайники (2 кВт), пылесосы (1-2 кВт) и прочие мощные бытовые приборы. Провода из алюминия в таких условиях перегреваются и отгорают. Поэтому в современной квартире можно использовать только медную проводку.

Дополнительная информация. Независимо от того, используется алюминиевая или медная проводка, стоит учитывать и материал изоляции. Должно быть соответствие требованиям пожарной безопасности. Изоляция выполняется из негорючих материалов. Особенно эти нормы контролируются в местах скопления людей.

Плюсы и минусы алюминиевых кабелей

Провода из меди по ряду технических характеристик превосходят алюминиевые. Но кабеля из серебристого металла по-прежнему востребованы и находят свое применение. Объясняется это достоинствами, которыми обладает алюминиевая проводка:

  • малый вес и податливость при монтаже;
  • дешевизна;
  • устойчивость к окислению.

Электропроводка, выполненная из алюминиевой лапши обойдется дешеле

Не обходится и без недостатков:

  • плохая тепло- и электропроводность;
  • высокое сопротивление и его зависимость от температуры;
  • низкая прочность, ломкость.

Важно! Работая с алюминиевыми кабелями, необходимо помнить об их низкой прочности. Если загнуть токоведущую жилу 3-7 раз, то с огромной вероятностью она сломается. Если надлом будет под изоляцией кабеля, то он может остаться незамеченным вплоть до окончания ремонта.

Преимущества и недостатки проводов из меди

Использование меди требует ПУЭ. Такие провода более пригодны для передачи электрического тока. Они обладают следующими достоинствами:

  • высокая тепло- и электропроводимость;
  • устойчивость к воздействию окружающей среды;
  • прочность;
  • удобство укладки проводов.

Согласно ПУЭ электропроводку в жилых помещениях следует выполнять медным кабелем к содержанию

Скрутка из меди с алюминием

Кабеля из алюминия категорически запрещено скручивать с медными. Эти металлы обладают разными электрохимическими свойствами. Полученный контакт перегревается, окисляется и начинает обгорать. Отсюда и все вытекающие последствия вроде дыма и пожара.

Как соединить медь с алюминием

Для правильного соединения можно воспользоваться промежуточным проводником. Подключить медный и алюминиевый провод через железный болт с аналогичными шайбами и гайками.

Болтовое соединение меди и алюминия

Другой распространенный метод — специальные зажимы Wago с токопроводящей смазкой. Соединение выйдет существенно дороже, но проще, быстрее и компактнее.

Нужно ли менять алюминиевую проводку на медную

Если старая алюминиевая проводка справляется с текущими нагрузками, то можно и не менять. Ревизия электросети в квартире — дело нелегкое и пыльное. Придется сверлить, штукатурить и, по сути, сделать капитальный ремонт. Эти мероприятия потратят кучу времени и денег.

Если же проводка не справляется, то она подлежит замене. Делать это следует как можно скорее. Признаки того, что провод не выдерживает нагрузку, таковы:

  • перегрев свыше 40-50 °C (рука почти не терпит);
  • запах гари;
  • деформация изоляции из-за оплавления;
  • потемнение кабелей;
  • трещины на изоляции.

Дополнительная информация. Трещина может быть и незаметной. Если стена или окружающий воздух отсыреют, то через поврежденную изоляцию возможно протекание токов утечки. Они будут приводить к постоянным ложным срабатываниям противопожарного УЗО.

Другое дело, если вы делаете ремонт. В таком случае желательно заодно заменить и проводку на более мощную медную. Того же рекомендует и ПУЭ.

Материал проводки — самый важный ее параметр. От него зависят максимальные нагрузки, которые можно передать по кабелям. Влияет материал и на пожарную безопасность, срок службы и надежность электрической системы.

Замена электропроводки в квартире

Медные кабели более пригодны для передачи электричества, чем алюминиевые. Об этом говорят их технические параметры и ПУЭ. Поэтому ответственную проводку выполняют из меди. Неответственные и временные электрические сети прокладываются алюминием.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх