על ההבנה והיישום של ספק כוח DC
אנשים בחיינו נחשפים ללא הרף לפריטים מוכרים מסוג זה או אחר, אך לעיתים קרובות אנו נמנעים מלכלול מידע שאינו ידוע היטב אך בכל זאת רלוונטי ישירות לחיי היום-יום שלנו. העורך יציג בפניכם ספק כוח DC שכזה היום. מה זה ספק כוח DC (זרם ישר)? יש לו את היכולת לקבל חשמל גם ממקור תלת פאזי וגם מספקי מתח AC, והוא יכול לייצר מתח DC של אלפי או אפילו עשרות אלפי וולט.
ישנם שני קטבים חיוביים ושליליים במקור מתח DC. יש פוטנציאל גדול לקוטב החיובי ופוטנציאל נמוך לקוטב השלילי. זרם יכול לזרום מהאלקטרודה החיובית לאלקטרודה השלילית במעגל חיצוני כאשר שתי אלקטרודות מחוברות למעגל ונשמר הפרש פוטנציאל קבוע בין שני קצוות המעגל. על מנת לשמור על זרימה קבועה של זרם, ספק כוח DC הופך סוגים שונים של אנרגיה למעגלי אספקת אנרגיה חשמלית.
זרימה יציבה לא יכולה להישמר רק על ידי הבדל במפלס המים; במקום זאת, יש להשתמש במשאבת מים כדי להעביר מים ללא הרף מהחלק התחתון לחלק העליון. בדומה לכך, ניתן להשתמש באינטראקציות לא אלקטרוסטטיות, הידועות גם בשם כוחות לא אלקטרוסטטיים, כדי להחזיר מטענים חיוביים מהאלקטרודה השלילית עם פוטנציאל נמוך יותר לפוטנציאל גבוה יותר בעזרת מקור מתח DC. עם זאת, השדה האלקטרוסטטי שנוצר ממטענים בלבד אינו מסוגל להחזיק זרם יציב. כדי לספק זרם יציב, הפרש הפוטנציאל בין האלקטרודות והפוטנציאל של האלקטרודה החיובית נשמרים שניהם.
במקור מתח DC, הכוח הלא אלקטרוסטטי מצביע מהקוטב השלילי אל הקוטב החיובי. נוצר זרם מהאלקטרודה החיובית אל האלקטרודה השלילית מחוץ לספק הכוח (מעגל חיצוני) כאשר ספק המתח DC מחובר אליו. זה בגלל הדחיפה של כוח השדה החשמלי. כוחות לא אלקטרוסטטיים גורמים לזרם לזרום מהאלקטרודה השלילית לאלקטרודה החיובית באספקת חשמל (מעגל פנימי), מה שמביא לזרימת מטען במחזור סגור.
סוגי ספקי כוח DC הם רבים. מנגנון המרת האנרגיה ואופי הכוח הלא אלקטרוסטטי משתנים בין סוגים שונים של ספק כוח DC. כוחות לא אלקטרוסטטיים בסוללות כימיות (כלומר, סוללות יבשות, סוללות אחסון וכו') הן תופעות כימיות הקשורות לפירוק יונים ושקיעת יונים. במקורות כוח תרמו-אלקטריים כמו מוליכים למחצה ומתכת, חום ג'ול מתפזר במהלך פריקת סוללה כימית, אשר הופכת אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית. השפעות דיפוזיה הנובעות משונות בטמפרטורה ובריכוז האלקטרונים נחשבות לכוחות לא אלקטרוסטטיים. חלק מהאנרגיה התרמית הופך לאנרגיה חשמלית כאשר מקור תרמו-אלקטרי מפעיל מעגל חיצוני.
אינדוקציה אלקטרומגנטית היא הכוח הלא אלקטרוסטטי בגנרטור DC. אנרגיה מכנית הופכת לאנרגיה חשמלית ולחום ג'ול כאשר גנרטור DC מספק חשמל. האפקט הפוטו-וולטאי בתאים סולאריים הוא הכוח הלא אלקטרוסטטי. אנרגיית האור מומרת לאנרגיה חשמלית ולחום ג'ול כאשר תא פוטו-וולטאי מופעל.
