ספק כוח DC הוא מכשיר השומר על מתח וזרם קבועים במעגל חשמלי.

Jun 27, 2025

השאר הודעה

ספק כוח DC הוא מכשיר השומר על מתח וזרם קבועים במעגל חשמלי.

 

לספק כוח DC יש שתי אלקטרודות, חיוביות ושליליות. לאלקטרודה החיובית יש פוטנציאל גבוה ולאלקטרודה השלילית פוטנציאל נמוך. כאשר שתי האלקטרודות מחוברות למעגל, ניתן לשמור על הפרש פוטנציאל קבוע בין שני קצוות המעגל, ובכך ליצור זרם מהאלקטרודה החיובית לאלקטרודה השלילית במעגל החיצוני. ספק כוח DC הוא התקן המרת אנרגיה הממיר צורות אחרות של אנרגיה לאנרגיה חשמלית כדי לספק מעגלים, על מנת לשמור על זרימה יציבה של זרם.


הסתמכות רק על ההבדל במפלס המים אינה יכולה לשמור על זרימת מים יציבה, אך על ידי שאיבת מים מתמשכת מנמוך לגבוה, ניתן לשמור על הפרש מפלס מים מסוים ליצירת זרימת מים יציבה. באופן דומה, הסתמכות אך ורק על השדה האלקטרוסטטי שנוצר ממטענים אינה יכולה לשמור על זרם קבוע. בעזרת ספק כוח DC, ניתן להשתמש בכוחות לא אלקטרוסטטיים (המכונים "כוחות לא אלקטרוסטטיים") כדי לגרום למטענים חיוביים לחזור מהאלקטרודה השלילית עם הפוטנציאל הנמוך יותר לאלקטרודה החיובית בפוטנציאל הגבוה יותר דרך ספק הכוח, על מנת לשמור על הפרש הפוטנציאלים בין שתי האלקטרודות וליצור זרם קבוע.


הכוח הלא אלקטרוסטטי באספקת חשמל DC מופנה מהקוטב השלילי אל הקוטב החיובי. לאחר חיבור ספק הכוח DC למעגל החיצוני, נוצר זרם מהקוטב החיובי אל הקוטב השלילי מחוץ לספק הכוח (מעגל חיצוני) עקב כוח הדחיפה של השדה החשמלי. בתוך ספק הכוח (מעגל פנימי), ההשפעה של כוחות לא אלקטרוסטטיים גורמת לזרם לזרום מהקוטב השלילי אל הקוטב החיובי, ובכך ליצור מחזור סגור של זרימת מטען.


מאפיין חשוב של מקור הכוח עצמו הוא הכוח האלקטרו-מוטיבי שלו, השווה לעבודה הנעשית על ידי כוחות לא אלקטרוסטטיים כאשר יחידת מטען חיובי נעה מהאלקטרודה השלילית לאלקטרודה החיובית דרך פנים מקור הכוח. כאשר ניתן להתעלם מההתנגדות הפנימית של ספק הכוח, ניתן להתייחס לכך שהכוח האלקטרו-מוטיבי של ספק הכוח שווה בגודלו בערך להפרש הפוטנציאל או המתח בין שני הקטבים של ספק הכוח.


על מנת להשיג מתח DC גבוה יותר, מקורות מתח DC משמשים לעתים קרובות בסדרה. בשלב זה, הכוח האלקטרו-מוטיבי הכולל הוא סכום הכוחות האלקטרו-מוטיביים של כל מקור כוח, וההתנגדות הפנימית הכוללת היא גם סכום ההתנגדויות הפנימיות של כל מקור כוח. בשל העלייה בהתנגדות הפנימית, זה בדרך כלל מתאים רק למעגלים עם עוצמת זרם נדרשת נמוכה יותר. על מנת להשיג עוצמת זרם גבוהה יותר, ניתן להשתמש במקביל במקורות כוח DC בעלי כוח אלקטרומוטיבי שווה. בשלב זה, הכוח האלקטרו-מוטיבי הכולל הוא הכוח האלקטרו-מוטיבי של מקור כוח בודד, וההתנגדות הפנימית הכוללת היא הערך המקביל של ההתנגדות הפנימית של כל מקור כוח.


ישנם סוגים רבים של מקורות כוח DC, ואופי הכוחות הלא אלקטרוסטטיים ותהליך המרת האנרגיה משתנים בין סוגים שונים של מקורות כוח DC. בסוללות כימיות (כגון סוללות יבשות, סוללות נטענות וכו'), כוחות לא אלקטרוסטטיים הם תגובות כימיות הקשורות לפירוק ותקיעה של יונים. כאשר סוללה כימית מתרוקנת, אנרגיה כימית מומרת לאנרגיה חשמלית ולחום ג'ול במקורות כוח תרמו-אלקטריים (כגון צמדים תרמיים מתכתיים, מוליכים למחצה). כוחות לא אלקטרוסטטיים הם השפעות דיפוזיה הקשורות להפרשי טמפרטורה והבדלי ריכוז אלקטרונים. כאשר מקורות כוח תרמו-אלקטריים מספקים חשמל למעגלים חיצוניים, אנרגיה תרמית מומרת חלקית לאנרגיה חשמלית. בגנרטור DC, כוח לא אלקטרוסטטי נגרם על ידי אינדוקציה אלקטרומגנטית. כאשר מחולל DC מופעל, אנרגיה מכנית מומרת לאנרגיה חשמלית ולחום ג'ול. בתאים פוטו-וולטאיים, כוחות לא אלקטרוסטטיים הם תוצאה של האפקט הפוטו-וולטאי. כאשר התא הפוטו-וולטאי מופעל, אנרגיית האור מומרת לאנרגיה חשמלית ולחום ג'ול.

 

Adjustable DC power supply

שלח החקירה