Электричество шаг за шагом

Уголь, нефть, бензин, газ — это выращенные когда-то Солнцем растения, которые миллиарды лет консервировались в подземных кладовых. Вода морей и океанов благодаря Солнцу испаряется, сбирается в тучи, а затем дождями падает вниз и создаёт реки, которые вращают турбины наших гидроэлектростанций. Специальные живые клетки практически всех растений имеют свои собственные молекулярные солнечные «электростанции», которые в сложном химическом процессе по имени фотосинтез добывают и преобразуют энергию из мельчайших её солнечных порций. За счёт этих преобразований в итоге растёт и развивается всё живое на Земле. Обо всех этих изумительных творениях природы полезно вспоминать, когда пытаешься широко использовать её находки или планируешь расширить её арсенал работы с энергией.

Т-177. Электростанция в чемодане и даже в кармане. Бывают ситуации, когда нельзя или невыгодно получать энергию от мощной межрайонной станции, например, в очень удалённом от неё небольшом таёжном посёлке или на дальней зимовке метеорологов. Кроме того, очень часто нужно иметь свой собственный, автономный электрогенератор, как, например, для питания бортовой сети самолёта или в качестве резерва на станции неотложной медицинской помощи. На этот случай существуют электрогенераторы небольшой и очень небольшой мощности со своим запасом топлива.

В последние годы широко применяются небольшие передвижные электростанции, обычно мощностью от 0,5 до 10 кВт, с приводом от бензинового двигателя. Их автоматика поддерживает параметры переменного тока (220 В, 50 Гц или 110 В, 60 Гц) настолько хорошо, что к станции спокойно подключают не только холодильник или осветительные приборы, но также телевизор, видеомагнитофон и компьютер.

Электрогенератор малой мощности, кстати, есть в каждом автомобиле, через ременную передачу его приводит в движение сам автомобильный двигатель, затрачивая на это пару процентов своей бензиновой мощности. Генератор необходим для подзарядки стартового аккумулятора, и кроме того он участвует в питании всей автомобильной электросети — от освещения до зажигания. Аккумулятор, разумеется, нужно заряжать постоянным током, и ещё недавно в автомобиле работал генератор постоянного тока с коллектором, угольными щётками, вибрационными регуляторами напряжения — оно должно оставаться неизменным. Сейчас монополистом стал более простой и более надёжный генератор переменного тока с полупроводниковым выпрямителем и встроенным транзисторным регулятором напряжения.

Небольшие электрогенераторы с ручным приводом входили в комплект некоторых военных радиостанций для разведчиков — на случай если где-нибудь в тылу врага закончатся батареи. Множество подобных маленьких электрических машин, вращаемых мускульной силой, можно увидеть на велосипедах, их электрическая фара позволяет даже ночью пользоваться этим замечательным транспортом. И совсем уже миниатюрная, но вполне настоящая электростанция — безбатарейный карманный фонарик. Чтобы он давал свет, нужно 30–40 раз в минуту сжимать кулак и с помощью системы рычагов вращать ротор электрогенератора. Его мощность всего 0,2 ватта, рукой много не наработаешь.

ВК-215. Через сорок лет после появления трёхэлектродной лампы был создан усилительный полупроводниковый триод — транзистор. Он мог иметь структуру р-n-р или n-р-n, а значит, всегда имел два pn-перехода. Его зоны называются «эмиттер» (выбрасывающий), «база» и «коллектор» (собирающий). Эмиттерный pn-переход включён в прямом направлении и легко поставляет заряды в базу. Просочившись сквозь неё, они попадают в коллекторный переход и участвуют в создании сильного коллекторного тока.