Pollife.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся Старт в науке

Как получить ток из света

  • Главная
  • КАК ПОЛУЧАЮТ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ШКОЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КАК ПОЛУЧАЮТ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Электричество имеет большое значение в нашей жизни. Почти все, что нас окружает, работает на электричестве. Например, бытовая техника у нас дома: телевизоры, стиральные машины, холодильники, компьютеры, лампочки для освещения. На улице за счет электрического тока ездят троллейбусы, трамваи, электрички, и, даже машины, используют электричество для управления и освещения дороги фарами. На заводах на электричестве работают станки, печи и другие сложные механизмы.

Так откуда же берется электричество, которое поступает к нам в дом по проводам?

В своей работе я изучу, как вырабатывается электричество на электростанциях: ТЭЦ, АЭС, гидроэлектростанция, ветроэлектростанция. Как по электрическим проводам, закрепленным на специальных опорах, электричество направляется в город, затем в каждый дом, в каждую квартиру.

В экспериментальной части докажу, как «маленький» генератор вырабатывает ток, которого будет достаточно для освещения домика.

Тема «Как получают электричество» мне особенно интересна, потому что, чтобы изготовить макеты, надо паять настоящие схемы.

Цель исследования: изучение возникновения электричества.

Задачи исследования:

Изучить, как появляется электричество за счет преобразования энергии воды, ветра, солнца и газа.

Понять, как устроен генератор, который вырабатывает электричество.

Рассмотреть, как устроена батарейка (переносной источник энергии).

Провести эксперименты: подключить игрушечный домик к генератору, который будет вырабатывать электрический ток, чтобы включить в домике освещение. Затем, таким же образом включить вентилятор.

Изготовить самодельную батарейку из соленой воды и металлических пластинок.

Содержание работы:

Первое, что необходимо сделать: проанализировать учебную литературу. Из нее я узнал следующее: Электричество вырабатывается на электростанциях, затем по электрическим проводам, закрепленным на специальных опорах, направляется в город, затем в каждый дом, в каждую квартиру.

Электростанции

Электричество вырабатывается на электростанциях за счет преобразования энергии воды, ветра, солнца и газа в электрическую энергию (рис.1).

Рис.1 Электростанции: а – теплоэлектроцентраль (ТЭЦ), б — атомная электростанция, в – гидроэлектростанция, г – ветроэлектростанции.

Теплоэлектроцентраль (рис.1а), одна из самых распространенных станций, дает городу не только электричество, но и тепло для отопления домов зимой. Таких станций построено очень много. Как она работает? В большой печке сжигают газ, тот самый газ, на котором мы готовим еду в кухне, см. схему на рис.2. Газ нагревает котел с водой. Вода, нагреваясь, превращается в пар. Пар вращает турбину, а она в свою очередь вращает генератор, который и вырабатывает электрический ток. Электричество по линиям электропередачи направляется к нам в город. Дым от сгоревшего газа выходит в трубу, а пар охлаждаясь в градирне, превращаясь обратно в воду, возвращается в котел. Зимой эта горячая вода направляется в наши дома, для отопления квартир. Теперь мы видим, что механическая энергия вращения, превращается в электрическую энергию, в генераторе . [1, 4]

Рис.2. Схема работы ТЭЦ

Атомная электростанция (АЭС) сложнее предыдущей электростанции, см. рис.1б. Их меньше у нас в стране. Все дело в том, что в них не сжигают газ, а используют тепло от ядерной реакции (рис. 3). Получение такой ядерной энергии очень сложный процесс. На АЭС внутри реактора циркулирует обычная вода, очищенная от всех примесей. Реактор запускается, когда из его активной зоны извлекаются стержни, поглощающие нейтроны. Во время цепной реакции высвобождается большая тепловая энергия. Вода, циркулируя через активную зону, омывая топливные элементы, нагревается до 320 0 С. Проходя внутри теплообменных трубок парогенератора, вода первого контура отдает тепло воде второго контура, не соприкасаясь с ней, что исключает попадание радиоактивных веществ за пределы реакторного зала. В остальном схема точно такая же, как и предыдущая. Вода второго контура превращается в пар. Пар с бешеной скоростью вращает турбину, а турбина приводит в движение электрогенератор, который вырабатывает электрический ток. Электричество по линиям электропередачи направляется к нам в город [1, 4].

Рис. 3 Схема работы АЭС

Гидроэлектростанция есть у нас в Перми (рис.1-в). В таких электростанциях используют энергию падающей воды. Для этого — строят поперек реки плотину. С ее высоты вода падает вниз и вращает турбину, а турбина вращает генератор, который вырабатывает электричество. Схема работы гидроэлектростанции показана на рис.4 [1, 4].

Рис. 4 Схема работы гидроэлектростанции

Ветроэлектростанции используют энергию ветра (рис.1-г). Такие электростанции не очень мощные. Ветер вращает лопасти вентилятора, похожие на лопасти самолета, только очень большие. А они уже вращают генератор (рис.5) [4].

Рис. 5 Схема работы ветроэлектростанции

Есть и другие электростанции, в которых ничего не вращается, и в них нет генератора. Это солнечные электростанции [4]. Энергия солнечного света преобразуется в электрическую в солнечных панелях, изготовленных из специального материала, который под воздействием солнечной энергии начинает вырабатывать электрический ток (рис.6).

Рис. 6 Схема работы солнечной электростанции

Устройство генератора

Так как же устроен генератор, который вырабатывает электричество?

Все мы знаем, что такое магнит, любой с ним сталкивался и играл. Магнит притягивает к себе металлические предметы. Магниты бывают разные: большие и маленькие, сильные и слабые [1].

Если в магнитное поле поместить рамку, сделанную из электрического провода, закрепить ее так, чтобы можно было вращать за ручку, то получится простейший генератор [1, 3]. Если вращать рамку, в ней возникнет электрический ток. И, если ток будет достаточно мощный, то им можно будет зажечь электрическую лампочку (рис.7). В настоящих генераторах используют вместо рамки очень длинный провод, намотанный на специальные катушки и за счет этого, генераторы получаются очень мощные.

Рис.7 Схема устройства генератора

Но что будет, если к генератору подвести электрический ток?

Если к генератору подвести электрический ток, то рамка начнет сама вращаться, то есть произойдет обратный эффект (рис.8). Такие устройства называются электродвигатели [1, 3]. Они так же бываю большими и маленькими, мощными и слабыми.

Рис.8 Схема устройства двигателя

Что делать, если источник энергии нужен переносной, а не связанный с розеткой проводами? Для этого существуют, всем нам знакомые, батарейки.

Батарейки

Батарейка — это, емкость в которой происходит химическая реакция. Самая простая батарейка состоит из цинкового стаканчика, графитового стержня и электролита между ними (рис.9).

Рис.9 Устройство батарейки

В процессе использования батарейки, химическая реакция разрушает ее изнутри и батарейка «садится», то есть разряжается. Чем больше мы нагружаем батарейку, тем сильнее химическая реакция и тем быстрее она разрядится [1, 2].

Самую простую батарейку можно изготовить дома [2]. Для этого необходимо взять два разных «металла»: гвоздик и монетка — это будут электроды (рис.10), а в качестве электролита можно использовать лимон.

Рис.10 Самодельная батарейка

Но надо учесть, что такая батарейка будет очень слабая и ее не хватит даже для того, чтобы загорелась лампочка. То, что электричество появилось, мы видим только на приборе, который называется вольтметр.

Читайте так же:
Влагозащищенные пульты выключатели света

Еще самодельную батарейку можно изготовить из соленой воды и металлических пластинок (рис.11). Ее устройство очень простое. Имеется три баночки, наполненные простой соленой водой. В каждую из них опускаем по два электрода, изготовленных из металлических пластинок. Одна пластинка покрыта медью, а вторая — цинком.

Рис. 11 Самодельная батарейка

Вот такую батарейку я и продемонстрирую в экспериментальной части моей работы. А также проведу другие эксперименты: подключу игрушечный домик к генератору, который будет вырабатывать электрический ток, чтобы включить в домике освещение. И докажу следующее: механическая энергия вращения преобразуется в электрическую энергию, в генераторе.

Экспериментальная часть:

В первом эксперименте я подключу игрушечный домик к маленькой электростанции (рис.12). Буду вращать ручку, и маленький генератор будет вырабатывать ток, которого хватит, чтобы в домике заработало освещение.

Материалы для изготовления макета: картон, деревянные фанерки размером 90х170 мм, 70х165 мм, розетка, механизм от фонарика, провода, вилка, лампочки (5 шт.), клей.

Рис. 12 Первый эксперимент

Во втором эксперименте я подключу к электростанции вентилятор (рис.13). Мы увидим, как механическая энергии вращения в генераторе, преобразуется в электрическую, бежит по проводам к вентилятору, и в его двигателе, преобразуется обратно в энергию вращения.

Материалы для изготовления макета: картон, деревянные фанерки размером 95х210 мм, 70х165 мм, розетка, провода, вилка, клей, вентилятор, электродвигатель.

Рис.13 Второй эксперимент

В третьем эксперименте я подключу к батарейкам, по-очереди, все тот же домик и вентилятор (рис.14-а,-б).

Материалы для изготовления макета: картон, деревянные фанерки размером 95х210 мм, 70х165 мм, 90х170 мм, розетка, провода, вилка, клей, вентилятор, электродвигатель, лампочки (5 шт.), батарейки.

Рис.14 Третий эксперимент

В следующем – четвертом эксперименте я продемонстрирую самодельную батарейку (рис.15-а). Берем баночки заполненные соленой водой. В каждую из них опускаем по два электрода, изготовленные из металлических пластинок. Одна пластинка покрыта медью, а вторая цинком.

Материалы для изготовления макета: картон Ø 20 мм, часовой механизм, лампочка (1 шт.), провода, три баночки с соленой водой, деревянная фанерка 75х330 мм для основания, медные и цинковые пластинки длиной 75 мм, клей.

Рис.15 Четвертый эксперимент

Энергии этих трех батареек хватило, чтобы загорелась лампочка и пошли часы (рис.15-б).

Выводы

В своей работе я рассмотрел, как работают: ТЭЦ, АЭС, гидроэлектростанция, ветроэлектростанция. Схема работы ТЭЦ и АЭС в целом похожи: нагревается котел с водой, вода превращается в пар. Пар вращает турбину, а турбина вращает генератор, который и вырабатывает электрический ток. Электричество по линиям электропередачи направляется к нам в город. В одном случае сжигают газ, а, во втором — используют тепло от ядерной реакции. В гидроэлектростанциях используют энергию падающей воды для вращения турбины, а турбина вращает генератор, который вырабатывает электричество. В ветроэлектростанциях ветер вращает лопасти вентилятора, а они уже вращают генератор.

Во всех электростанциях реализуется следующее: механическая энергия вращения превращается в электрическую энергию, в генераторе. Но есть и другие электростанции, в которых ничего не вращается, и, в них нет генератора. Это — солнечные батареи. Они изготовлены из специального материала, и, под воздействием солнца вырабатывают электрический ток.

Далее в работе я рассмотрел устройство батарейки — переносного источника энергии. И как можно самую простую батарейку изготовить дома.

В практической части я провел несколько экспериментов. В первом эксперименте подключил игрушечный домик к «маленькой электростанции». «Маленький» генератор вырабатывает ток, которого достаточно для включения в доме электричества. Во втором — подключил к электростанции вентилятор. Механическая энергия вращения в генераторе, преобразуется в электрическую, бежит по проводам к вентилятору, и в его двигателе, преобразуется обратно в энергию вращения. В третьем эксперименте я подключил к батарейкам, по очереди, все тот же домик и вентилятор. В четвертом эксперименте я продемонстрировал самодельную батарейку. В каждую из трех баночек с соленой водой опустил по два электрода, изготовленные из металлических пластинок из меди и цинка.

В проведенных двух экспериментах, я подтвердил и наглядно продемонстрировал следующее: механическая энергия вращения в генераторе, преобразуется в электрическую. А также изготовил самодельную батарейку, энергии которой хватило, чтобы загорелась лампочка и пошли часы.

Но, у меня остались вопросы, на которые мне предстоит найти ответы:

Как протекает ядерная реакция? Какие АЭС есть у нас в стране? А еще мне интересно почему произошла авария в Чернобыле.

О, сколько нам открытий чудных

Готовит просвещенья дух,

И опыт – сын ошибок трудных,

И гений, парадоксов друг.

1 Ю.И. Дик, В. А. Ильин, Д.А. Исаев и др. /Физика: Большой справочник для школьников и поступающих в вузы / Издательство «Дрофа», 2000 год.

2 «Энциклопедия для детей от А до Я» / Издательство «Махаон», Москва, 2010.

3 А.А. Бахметьев/ Электронный конструктор «Знаток»/ Практические занятия по физике. 8, 9, 10, 11 классы.// Москва, 2005 год.

Как самому сделать заземление,чтобы не платить за электроэнергию

⭐ ⭐ ⭐ ⭐ ⭐ Доброго времени суток, дорогие читатели блога, прямо сейчас мы будем постигать возможно самую необходимую и интересующую Вас тему — Как самому сделать заземление,чтобы не платить за электроэнергию. После прочтения у Вас могут остаться вопросы, поэтому лучше всего задать их в комметариях ниже.

Мы всегда и постоянно обновляем опубликованную информацию, в этом модете быть уверены, что Вы прочтете всю самую новую информацию.

Привычка использовать коммунальные услуги неэкономно выработалась у нас еще со времен СССР, когда тарифы были достаточно низкими. Однако все меняется, и цены на блага цивилизации очень стремительно растут. Оплата электроэнергии всегда отнимала немалую часть бюджета, но сейчас она обходится особенно дорого. Количество бытовых приборов увеличивается, газовое отопление активно заменяется электрическим, так как «голубое пламя» становится очень дорогим, следовательно, растут и наши платежи. Несмотря на высокую степень использования электроприборов, за свет можно платить меньше, чтобы понять, как сократить расходы на электроэнергию, стоит изучить советы от опытных специалистов экономии.

Как платить меньше за электроэнергию

Бойлеры сейчас считаются более экономически выгодными, чем газовые колонки, также они становятся настоящей палочкой-выручалочкой, когда в летний период проводятся профилактические работы на теплосетях, и отключают горячую воду. Чтобы знать, как меньше платить за электричество, хитрости с использованием горячей воды нужно взять во внимание.

Законные или незаконные методы экономии, что выбрать?

Прежде чем понять, как меньше платить за электроэнергию, нужно детально изучить, какие приборы потребляют ее больше всего. Наверняка, вы мало задумываетесь о том, что от некоторых из них можно вовсе отказаться, а работу других максимально оптимизировать. Рассмотрим методы сбережения света на конкретных примерах.

Читайте так же:
Китайский беспроводной выключатель света

Итак, помещение проветрили. Включаем кондиционер. Чтобы прохладный воздух не уходил из комнаты, необходимо закрыть двери и окна в данном помещении, в таком случае кондиционер быстро достигнет необходимой температуры, не

Например, электрочайник нагревает воду всего за 2 минуты, а газовый тратит на ту же операцию 15-20 минут. Стирка вещей вручную, помимо затраченного огромного количества времени, значительно сокращает ресурсы позвоночника. Не слишком оправданная экономия получается.

Как, не экономя на электричестве, легально экономить до 40%

Имея четырех маленьких детей, у меня не было возможности работать в полную силу и зарабатывать необходимое количество денег для содержания семьи. Поэтому я был вынужден искать различные пути экономии семейного бюджета.

Примагничивая к счётчику такую “бляху”, нужно знать о том, что любая проверка легко установит намагниченность. Владельцу прибора учёта придётся нести административную ответственность за мошенничество и оплачивать штраф. Есть случаи, когда за намагничивание счётчиков людей привлекали и к суду.

Вентилятора и кондиционеру нужно регулярно чистить, а бытовую технику не оставлять в режиме ожидания. Это касается ноутбуков, принтеров, роутеров, телевизоров и микроволновых печей последнего поколения. Купите розетки, на которых установлен таймер. Такие меры обеспечат экономию около 200 киловатт за год.

Фильтры и выключатели

В интернете можно купить магнит, изготовленный специально для остановки счётчика. Он большой и тяжёлый, а его цена составляет от 1000 до 1500 рублей. Способ удобен для людей, проживающих в глухой деревне, где проверка и контроль приборов учёта – редкое явление. Если поставить магнит и не снимать его, барабан остановится. При снятии магнита барабан снова придёт в движение. Метод гуманнее, чем использование проволоки, но требует осторожности. Крупные магниты обладают большой силой притяжения, поэтому перед примагничиванием их заворачивают в ткань, которую потом снимают.

Этот способ подходит для жителей частных домов, если у них есть заземляющий контур. Знаете ли вы, что между заземлителем и нулевым проводом часто наблюдается разность потенциалов в 10-20 Вольт? Это значит, что их можно использовать бесплатно. Повысить их вы можете с помощью трансформатора.

Как получить электричество из земли и возможно ли это

На схеме вы можете видеть два условных обозначения заземления. Здесь один из них – это заземлитель, а второй, рядом с которым буква «А» – ноль бытовой электросети. На следующем видео демонстрируется работа такой установки и описываются результаты, полученные с её помощью:

Возможно ли это?

Решающим фактором в такой батарее является площадь электродов, от этого зависит и сила тока, ровно, как и от того, что находится между ними. Для того, чтобы батарея выдавала ток – земля должна быть влажной, для этого её можно полить, иногда цинковый электрод заливают раствором соли или щёлочи. Для повышения токовой отдачи можно забить больше электродов и соединить их параллельно. Таким образом устроены все современные батареи и аккумуляторы.

Изоляция необходима для того, чтобы создать среду с повышенной солёностью, что несовместимо с жизнью – в таком грунте ничего расти не будет. Стержни создадут разницу потенциалов, а грунт станет электролитом.

Самой популярной средой в этом случае является почва. Дело в том, что земля – это единство трёх сред: твёрдой, жидкой и газообразной. Меду мелкими частичками минералов расположены капли воды и пузырьки воздуха. Более того, элементарная единица почвы – мицелла или глинисто-гумусовый комплекс представляет собой сложную систему, обладающую разницей потенциалов.

Способ 2 — Цинковый и медный электрод

На внешней оболочке такой системы формируется отрицательный заряд, на внутренней – положительный. К отрицательно заряженной оболочке мицеллы притягиваются положительно заряженные ионы, находящиеся в среде. Так что в почве постоянно происходят электрические и электрохимические процессы. В более гомогенной воздушной и водной среде таких условий для концентрации электричества нет.

Просмотрев или прочитав эти материалы, вы действительно можете поверить в разные небылицы. Например, что электрическое или магнитное поле Земли содержит океан дармовой электроэнергии, получение которой довольно легко. Правда заключается в том, что запас энергии действительно огромен, но вот извлечь ее вовсе не просто. Иначе никто бы уже не пользовался двигателями внутреннего сгорания, не обогревался природным газом и так далее.

Как получить электричество из земли

Тем не менее получить электричество от земли – вполне возможно, хотя и в мизерных количествах. Его может хватить на то, чтобы зажечь светодиодный фонарик, включить калькулятор или немного зарядить сотовый телефон. Рассмотрим способы, позволяющие это сделать.

Мифы и реальность

На просторах интернета есть большое количество видеороликов, где люди зажигают от земли лампы мощностью 150 Вт, запускают электродвигатели и так далее. Еще больше есть различных текстовых материалов, подробно рассказывающих о земляных батареях. К подобной информации не рекомендуется относиться слишком серьезно, ведь написать можно что угодно, а перед съемкой видеоролика провести соответствующую подготовку.

Более красивый способ — это устройство заземления. Годится этот способ не для всех, особенно если ты живешь в асфальтовых джунглях на 12 этаже. Способ этот — для жителей коттеджей, сельских домов, а еще лучше — землянок. Делается заземление так: на глубину не менее 2,5 метра закапывают лист железа с площадью поверхности не менее 2-х квадратных метров или какой-нибудь крупный металлический предмет например холодильник. К нему надежно сварка, пайка подсоединяют провод большого сечения не меньше 5 кв.

Но не буду!» Не потому, что я такой честный (хотя есть такое). Потому, что очень большая ответственность, а я люблю хорошо и спокойно поспать. Итак, вопрос: В интернете эта тема рассмотрена очень широко, поэтому слишком подробно писать не буду, кому надо — обрящет.

Как воровать электричество на новых счетчиках

Сведения, приведенные в настоящей статье, не должны рассматриваться как руководство к действию. Все ниже сказанное призвано продемонстрировать низкую действий и взлома. Кроме того, при существующей цене доступа к E-net, пользоваться ей бесплатно — это пошло. Интернет, или, как ещё его или её? Но существуют и другие виды сетей. Самая известная — электрическая фамилию Чубайс слышали? По аналогии можно назвать её его? Итак, ты приходишь домой, давишь на кнопку звонка или включаешь лампочку Ильича в своем сортире — это значит ты вошел в контакт с сетью E-net, а по-просту говоря с электросетью.

Этот способ подойдёт для владельцев частного дома. Когда жилище оснащено правильным контуром заземления, в грунт попадает часть тока, особенно при одновременной работе нескольких мощных электроприборов. Разница потенциалов между проводом заземления и фазой ноль может достигать 15-20 В. Так можно бесплатно зарядить телефон, счётчик его не будет учитывать.

Читайте так же:
Выключать свет без выключателя

Теоретически с помощью разности потенциалов и некоего проводника из природной среды можно постоянно получать ток. Универсальная локация — почва, объединяющая газообразную, твёрдую и жидкую среды. Внешняя оболочка мицеллы (структурной почвенной единицы) притягивает положительно заряженные частицы, генерируя вокруг себя непрерывные электрохимические процессы. Эта особенность даёт доступ к бесплатному электричеству из земли с помощью нехитрых устройств.

Гальваническая пара

Изобретатель Александр Бейн в 1841 году продемонстрировал способность простой почвы генерировать электричество. Он положил два куска металла в землю — один медный, другой цинковый — на расстоянии около 1 метра, соединив их проводами. В результате появилось напряжение 1 вольт, которого оказалось достаточно для питания часов, подключенных к цепи.

Третий вид применяется для заземления в многоквартирном доме. В качестве заземления используется нулевой или дополнительный заземляющий провод, который подводится к каждому гнезду как дополнительный контакт розетке 220В или в случае промышленного 3-фазного напряжения 380В.

Что делать если в квартире нет заземления

Важно! В больших современных квартирах 3 и больше комнат, в квартиру могут проводиться две фазы, соответственно, проводов будет больше. Главное наличие провода с жёлто-зелёной окраской.
Всё равно, перед тем, как подключать мощный электроприбор, потребляющий более 3,2 кВт/ч, проверьте заземление розетки. Возможно, был сделан незаземленный отвод через некоторое время после сдачи дома в эксплуатацию.

Заземление квартир и частных домов

А вот заземлить квартиру таким способом не удастся. Ну, где взять природную землю на четвёртом этаже? Некоторые «умельцы» в качестве заземления в старых домах использовали металлические элементы системы централизованного отопления или газоснабжения. Но после серии случаев поражения электротоком соседей, маленьких детей или взрывов в системе газоснабжения от такой практики отказались. Теперь заземление или зануление в квартире проводится только к распределительному щитку.

Этого количества энергии хватает на зарядку простого телефона. Чтобы увеличить мощность, необходимо параллельно подключить к этой схеме еще несколько таких же цепей. В результате получится зарядить смартфон или ноутбук, но под электростанцию из апельсинов и электродов придется выделить огромное помещение.

Переменный ток, благодаря которому в квартирах питаются все электрические приборы, поступает в жилища через два проводника: ноль и фазу. Из-за заземления большое количество энергии уходит в почву. Конечно, никому не хочется платить за то, что не удается использовать полностью. Поэтому предприимчивые люди уже давно поняли, как при помощи нулевого провода можно извлекать из земли энергию.

Работающие схемы

Можно провести интересный эксперимент, поместив два ключа – медный и железный – в апельсин. В результате появляется напряжение до 1 В. Решающим фактором является площадь электродов, соприкасающихся с кислотой, и уровень кислотности самого апельсина.

Если говорить простым языком, то принцип следующий: от электростанции к потребителям идут провода – ноль и три фазы. Провода имеют свое сопротивление, следовательно, на них будет «просадка» напряжения. Вот это напряжение можно ловить, этот потенциал так же создает перекос фаз.

Бесплатное электричество в частном доме

Тут всё зависит от типа электросчетчика. Бывают счётчики с одним шунтом (с одним измерительным элементом) – самые распространённые и двух шунтовые (с двумя измерительными элементами). Одно шунтовые, как раз не учитывают ноль – так как измерительный шунт у них расположен на фазе.

Важно! Меры предосторожности.

Сколько электричества можно получить таким способом зависит от количества абонентов в сети, а также мощности всей проводки. Обычно в среднем около — 10 вольт. Но если подключить повышающий трансформатор, то можно зажечь светодиодную лампу и получить бесплатное освещение.

Как устроены и работают солнечные батареи

Как устроены и работают солнечные батареи?В наше время практически каждый может собрать и получить в свое распоряжение свой независимый источник электроэнергии на солнечных батареях (в научной литературе они называются фотоэлектрическими панелями).

Дорогостоящее оборудование со временем компенсируется возможностью получать бесплатную электроэнергию. Важно, что солнечные батареи – это экологически чистый источник энергии. За последние годы цены на фотоэлектрические панели упали в десятки раз и они продолжают снижаться, что говорит о больших перспективах при их использовании.

В классическом виде такой источник электроэнергии будет состоять из следующих частей: непосредственно, солнечной батареи (генератора постоянного тока), аккумулятора с устройством контроля заряда и инвертора, который преобразует постоянный ток в переменный.

Солнечные батареи состоят из набора солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей), которые непосредственно преобразуют солнечную энергию в электрическую.

Большинство солнечных элементов производят из кремния, который имеет довольно высокую стоимость. Этот факт определят высокую стоимость электрической энергии, которая получается при использовании солнечных батарей.

фотоэлектричсекий преобразовательРаспространены два вида фотоэлектрических преобразователей: сделанные из монокристаллического и поликристаллического кремния. Они отличаются технологией производства. Первые имеют кпд до 17,5%, а вторые – 15%.

Наиболее важным техническим параметром солнечной батареи, которая оказывает основное влияние на экономичность всей установки, является ее полезная мощность. Она определяется напряжением и выходным током. Эти параметры зависят от интенсивности солнечного света, попадающего на батарею.

Э.д.с. (электродвижущая сила) отдельных солнечных элементов не зависит от их площади и снижается при нагревании батареи солнцем, примерно на 0,4% на 1 гр. С. Выходной ток зависит от интенсивности солнечного излучения и размера солнечных элементов. Чем ярче солнечный свет, тем больший ток генерируется солнечными элементами. Зарядный ток и отдаваемая мощность в пасмурную погоду резко снижается. Это происходит за счет уменьшения отдаваемой батареей тока.

Если освещенная солнцем батарея замкнута на какую либо нагрузку с сопротивлением Rн, то в цепи появляется электрический ток I, величина которого определяется качеством фотоэлектрического преобразователя, интенсивностью освещения и сопротивлением нагрузки. Мощность Pн, которая выделяется в нагрузке определяется произведением Pн = IнUн, где Uн напряжение на зажимах батареи.

самодельная солнечная батареяНаибольшая мощность выделяется в нагрузке при некотором оптимальном ее сопротивлении Rопт, которое соответствует наибольшему коэффициенту полезного действия (кпд) преобразования световой энергии в электрическую. Для каждого преобразователя имеется свое значение Rопт, которая зависит от качества, размера рабочей поверхности и степени освещенности.

Солнечная батарея состоит из отдельных солнечных элементов, которые соединяются последовательно и параллельно для того, чтобы увеличить выходные параметры (ток, напряжение и мощность). При последовательном соединении элементов увеличивается выходное напряжение, при параллельном – выходной ток. Для того, чтобы увеличить и ток и напряжение комбинируют два этих способа соединения. Кроме того, при таком способе соединения выход из строя одного из солнечных элементов не приводит в выходу из строя всей цепочки, т.е. повышает надежность работы всей батареи.

Таким образом, солнечная батарея состоит из параллельно-последовательно соединенных солнечных элементов. Величина максимально возможного тока отдаваемого батареей прямо пропорциональна числу параллельно включенных, а э.д.с. — последовательно включенных солнечных элементов. Так комбинируя типы соединения собирают батарею с требуемыми параметрами.

солнечные элементыСолнечные элементы батареи шунтируются диодами. Обычно их 4 – по одному, на каждую ¼ часть батареи. Диоды предохраняют от выхода из строя части батареи, которые по какой-то причине оказались затемненными, т. е. если в какой-то момент времени свет на них не попадает. Батарея при этом временно генерирует на 25% меньшую выходную мощность, чем при нормальном освещении солнцем всей поверхности батареи.

При отсутствии диодов эти солнечные элементы будут перегреваться и выходить из строя, так как они на время затемнения превращаются в потребителей тока (аккумуляторы разряжаются через солнечные элементы), а при использовании диодов, они шунтируются и ток через них не идет. Диоды должны быть низкоомными, чтобы уменьшить на них падение напряжения. Для этих целей в последнее время используют диоды Шоттки.

Получаемая электрическая энергия накапливается в аккумуляторах, а затем отдается в нагрузку. Аккумуляторы – химические источники тока. Заряд аккумулятора происходит тогда, когда к нему приложен потенциал, который больше напряжения аккумулятора.

Число последовательно и параллельно соединенных солнечных элементов должно быть таким, чтобы рабочее напряжение подводимое к аккумуляторам с учетом падения напряжения в зарядной цепи немного превышало напряжение аккумуляторов, а нагрузочный ток батареи обеспечивал требуемую величину зарядного тока.

Например, для зарядки свинцовой аккумуляторной батареи 12 В необходимо иметь солнечную батарею состоящую из 36 элементов.

матеиалы для изготовления солнечной батареиПри слабом солнечном свете заряд аккумуляторной батареи уменьшается и батарея отдает электрическую энергию электроприемнику, т.е. аккумуляторные батареи постоянно работают в режиме разряда и подзаряда.

Это процесс контролируется специальным контроллером. При циклическом заряде требуется постоянное напряжение или постоянный ток заряда.

При хорошей освещенности аккумуляторная батарея быстро заряжается до 90% своей номинальной емкости, а затем с меньшей скоростью заряда до полной емкости. Переключение на меньшую скорость заряда производится контроллером зарядного устройства.

Наиболее эффективно использование специальных аккумуляторов – гелевых (в батарее в качестве электролита применяется серная кислота) и свинцовыех батарей, которые сделанны по AGM-технологии. Этим батареям не нужны специальные условия для установки и не требуется обслуживание. Паспортный срок службы таких батарей – 10 — 12 лет при глубине разряда не более 20%. Аккумуляторные батареи никогда не должны разряжаться ниже этого значения, иначе их срок службы резко сокращается!

Аккумулятор подсоединяется к солнечной батарее через контроллер, который контролирует ее заряд. При заряде батареи на полную мощность к солнечной батареи подключается резистор, который поглощает избыточную мощность.

Для того чтобы преобразовать постоянное напряжение от аккумуляторной батареи в переменное напряжение, которой можно использовать для питания большинства электроприемников совместно с солнечной батарей можно использовать специальные устройства – инверторы.

Без использования инвертора от солнечной батареи можно питать электроприемники, работающие на постоянном напряжении, в т.ч. различную портативную технику, энергосберегающие источники света, например, те же светодиодные лампы.

Как без электричества сделать достойное освещение в гараже, все способы

Гараж представляет собой не только защищенную стоянку для вашего «железного коня», но и место, где можно заняться его ремонтом. Поэтому очень важно, чтобы гараж был хорошо освещен. Но здесь могут возникнуть определенные трудности, связанные с частым отсутствием у таких построек проводки и банального электричества. Такие трудности часто возникают, когда гаражная постройка возводилась своими руками и вдали от линии электропередач.

Внутреннее устройство гаража

Освещение в гараже

В такой ситуации актуальным будет сделать автономное освещение гаража. Что нужно знать, чтобы сделать такое освещение своими руками, вам расскажет наша сегодняшняя статья.

Как вообще делается освещение

При строительстве любого помещения всегда на этапе планирования должны закладываться системы освещения. Особенно это важно для таких построек, как гараж, который можно возвести своими руками без особых проблем. Прежде чем делать в этом помещении автономное освещение, необходимо продумать следующие моменты:

  • какой уровень освещения нужно организовать;
  • какие осветительные приборы будут использоваться;
  • какой вид источника света будет вкручиваться в светильники.

Пример освещения в гараже

Вариант подсветки гаража

При этом необходимо помнить, что освещение гаража, даже автономного плана, должно обязательно отвечать следующим правилам:

  • быть безопасным. Автономное освещение в данном случае будет наиболее актуальным, так как в этом случае отсутствует проводка, а значит – и риск получить электротравму;

Обратите внимание! Используя для подсветки светодиодный светильник с мощностью в 12 вольт можно не только качественно осветить помещений, но и полностью устранить риск получения электротравмы.

  • уровень освещения должен быть комфортным для глаз. Чтобы правильно рассчитать уровень освещенности для данного помещения, необходимо опираться на нормы, приведенные в СНиП для гаражей;
  • свет, который будут создавать светильники, должен освещать все пространство, включая углы. При этом он должен быть равномерным. Для достижения такого уровня освещенности можно использовать общий и локальный тип подсветки;
  • размещение осветительных приборов должно осуществляться по удобной для вас схеме. Это позволит сделать работу в гараже удобнее и комфортнее.

Еще одним немаловажным фактором, который обязательно нужно брать во внимание при создании автономного освещения в сооружениях гаражного типа, является экономное потребление электроэнергии. В данной ситуации наиболее эффективно себя зарекомендовал светодиодный светильник любой модели (особенно маломощные на 12 вольт).

Внешний вид светодиодного светильника

Светодиодный светильник на 12 вольт

Дело в том, что такие приборы при мощности всего в 12 вольт способны давать яркий световой поток и при этом потреблять минимальное количество энергии.

Обратите внимание! При желании можно сделать самодельный светодиодный светильник и тем самым сэкономить на покупке заводской лампы.

Для создания своими руками автономного освещения такой светильник подходи как нельзя лучше.

Варианты автономной подсветки гаража

Как уже было сказано, самым лучшим выбором для любых гаражных сооружений будут светодиоды. Они имеют массу преимуществ, среди которых нужно выделить следующие моменты:

  • создание равномерного и яркого освещения;
  • по интенсивности свечения такой светильник создает световой поток, который приравнивается к дневному свету;
  • экономное расходование электроэнергии;
  • такие осветительные приборы можно запитать от различных приспособлений (например, от аккумулятора) в ситуации, когда нет источника электричества.

Светодиодное освещение гаража

Светодиодное освещение гаража

Наиболее часто для подсветки гаражных помещений используют светодиодные ленты на 12 вольт. С ее помощью можно создать как общее освещение, пустив ленту по периметру сооружения. В такой ситуации свет, исходящий от ленты, будет падать равномерно. С помощью светодиодной ленты можно также создать локальную подсветку полок и стеллажей, а также смотровой ямы.

Обратите внимание! Для подсветки смотровой ямы светильник или светодиодная лента должны приобретаться с высоким классом влагозащищенности. Это связано с тем, что здесь всегда присутствует повышенная влажность из-за плохой вентиляции и отсутствия отопления.

Эти же условия и требования характерны и для подвала. В связи с этим осветительная установка, которая будет использоваться здесь, не должны иметь мощность выше 12 вольт.
О том, что в определенных местах гаража нужно установить влагозащищенный светильник нужно помнить, как при создании автономного освещения, так и при наличии электричества.

Автономная гаражная подсветка и способы ее реализации

В гараже автономное освещение необходимо в ситуации, когда на участке нет электричества или с ним бывают частые перебои. Поэтому, чтобы свет в гараже был всегда, многие автовладельце делают автономное освещение.

Обратите внимание! В гараже можно организовать два типа освещения: от сети питания в 220 вольт и автономную подсветку. При этом автономное освещение в данной ситуации будет уже называться аварийным. Но такой подход актуален только тогда, когда основное освещение уже было сделано ранее, а проблемы с ним появились относительно недавно.

Автономная подсветка в гараже

Сегодня существует много способов сделать своими руками автономную подсветку гаража. Наиболее популярными среди автовладельцев являются следующие способы организовать свет в гараже без наличия в нем электричества:

  • размещение солнечных батарей;
  • установка ветрогенератора;
  • покупка бензинового генератора;
  • использование аккумулятора;
  • садовый светильник;
  • филиппинский фонарь.

Для лучшего понимания рассмотрим каждый способ подсветки более детально.

Освещение с помощью солнечных батарей

Сегодня многие люди у себя в частных домах и даже в квартирах устанавливают солнечные батареи. С их помощью можно не только экономить на электроэнергии, но и осветить гараж, в котором нет электричества.

Солнечные экраны на крыше

Освещение гаража солнечными батареями

Несмотря на популярность такого способа подсветки, для гаража он вряд ли подойдет по следующим причинам:

  • стоимость одной солнечной батареи и ее подключение обойдется в значительную сумму;
  • установить такую систему своими руками без помощи специалистов вряд ли удастся;
  • сложность системы подключения осветительных приборов и батарей к накопительной аппаратуре (аккумуляторам).

Но один раз потратившись на закупку и установку солнечных батарей, вы получите не только качественную автономную подсветку любого помещения, в том числе и гаража, но и сможете продавать государству избыток электроэнергии, который накопился.
Питать от такой системы можно светильник в 12 вольт. При этом их количество может достигать нескольких штук, что как раз подходит для данного помещения. Если есть потребность в напряжении в 220 вольт, тогда в данную систему нужен преобразователь на 12 вольт или инвертер.

Освещение с помощью ветрогенератора

Для автономного освещения гаража можно использовать самодельный ветрогенератор. Такой ветряк также будет генерировать бесплатное электричество, от которого можно запитать светильник на 12 вольт.

Обратите внимание! Ветряк можно как сделать своими руками, так и купить уже готовое устройство. Однако покупной ветрогенератор обойдется в кругленькую сумму.

Внешний вид самодельного ветрогенератора

При создании такого типа подсветки необходимо учитывать скорость ветра. В ситуации, если в районе проживания сильные ветры редкость, то такой способ освещения будет малоэффективным. Здесь все затраты, которые пошли на установку ветрогенератора, не окупятся.

Подсветка с помощью бензинового генератора

Вместо ветрогенератора для создания автономной подсветки гаража можно использовать бензиновый или дизельный генератор.

Внешний вид бензинового генератора

Применять бензиновый генератор рационально только в том случае, когда проблемы с электричеством носят редкий характер, а свет отключают на непродолжительный период времени. Также его рационально приобрести в том случае, если вы в гараже часто пользуетесь электроинструментами.

Аккумуляторные батареи и их применение

Еще одним способом создать в гаражной постройке автономную подсветку будет подключение светильников к аккумулятору. От аккумулятора можно запитать светильник в 12 вольт.

Внешний вид автомобильного аккумулятора

При отключении света такой осветительный прибор (рассчитанный на 12 вольт) сможет работать на протяжении 10 часов. Конечно, если до этого аккумулятор был полностью заряжен.
Для подсветки гаража можно использовать запасной автомобильный аккумулятор. С его помощью лучше всего питать светодиодную ленту, которую можно пустить по всему периметру помещений.

Подсветка с помощью садовых светильников

Многие сегодня используют для ночной подсветки сада садовые солнечные светильники. За день они накапливают достаточно энергии, чтобы качественно освещать садовые дорожки клумбы. Но, как показывает практика, их можно использовать и для подсветки гаража, когда имеются проблемы с электричеством.

Внешний вид содовых светильников

Садовые светильники на солнечных батареях

Они должны заряжаться на улице, а как только в таких осветительных приборах появится потребность – заносятся внутрь гаража. Обычно они дают свет на протяжении 5-6 часов. Но такой период работы характерен для качественных светильников.
Минусом использования садовый светильников с солнечными батареями является то, что с течением времени яркость даваемого ими освещения будет падать. Но этот параметр характерен для любого типа подсветки автономного типа, который питается от накопителей.

Подсветка с помощью филиппинского фонаря

Кроме перечисленных выше способом автономного освещения гаражных построек некоторые автолюбители используются так называемый «филиппинский фонарь».

Внешний вид филлиппинских фонарей

Этот способ дает возможность организовать в гараже бесплатное освещение. Причем его вполне можно сделать своими руками. Филиппинский фонарь функционирует по принципу преломления света. Изготовить такой фонарь можно из обычной пластиковой бутылки. При этом ее можно использовать как целиком, так и вырезать из нее часть.
Алгоритм изготовления филиппинского фонаря своими руками имеет следующий вид:

  • берется прозрачная пластиковая бутылка;
  • емкость хорошо моется и очищается от цветной этикетки;
  • на нее надеваем прямоугольный или круглый экран, сделанный из нержавейки или оцинковки;
  • в бутылку заливается чистая вода. Ее нужно разбавить с хлоркой. Это позволит избежать цветения жидкости и, как следствия – падения интенсивности освещения;
  • жидкость заливается таким образом, чтобы ее уровень на три сантиметра был выше установленного экрана;
  • далее такая бутылка монтируется в крышу гаражного сооружения. Сама бутылка должна крепиться на жесткое основание.

Монтаж филлиппинского фонаря

Установка филиппинского фонаря

Если крыша была изготовлена из профнастила, то просто в листе материала следует вырезать отверстие нужного диаметра. Чтобы минимизировать риск протекания крыши через отверстия, все места стыков бутылки с крышей нужно хорошо обработать силиконом или герметиком.
Использовать филиппинский фонарь в качестве дополнительного автономного освещения для гаража можно в тех регионах, где большую часть года светит солнце. Для увеличения уровня освещенности можно установить несколько таких самодельных фонариков. В пасмурную погоду такая конструкция будет давать настолько тусклый свет, что работать при нем будет опасно для жизни.
Кроме этого стоит отметить, что при нарушении последовательности изготовления филиппинского фонаря, освещение внутри гаража также будет плохим.

Заключение

Для создания в гараже автономного освещения сегодня существует масса возможностей. Некоторые варианты будут достаточно дорогостоящими, но зато очень эффективными (например, установка солнечных батарей или покупка бензинового генератора), а некоторые более дешевыми, но менее эффективными (например, использование садовых светильников с солнечными батареями). Но если подойти к решению данной проблемы грамотно, то можно из всех имеющихся вариантом подсветки выбрать наиболее оптимальный метод и перестать зависит от электричества, которое подается с перебоями.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector