Инструменты и расчеты

­­О том, какой необычный подарок сделать на День рождение близкому человеку, как выразить свои искренние чувства и при этом проявить оригинальность, какая вещь, принесенная в дар, сможет передать наши душевные порывы, порадовать именинника, сделать его праздник еще интересней, насыщенней, романтичней, задумывался каждый человек.
Случайная потеря свойства сверхпроводимости такого аккумулятора, могущая вызвать мгновенное выделение всей энергии, тоже небезопасно. Удивительна схожесть не только физических основ накопления энергии в маховичных и индуктивных аккумуляторах энергии, но и возникающих при этом технических проблем, например: прочности, опасности взрыва при внезапном выделении энергии.
Одна из первых моделей индуктивного аккумулятора энергии была успешно испытана в 1970 г. в Институте высоких температур АН СССР. В сверхпроводящем соленоиде была накоплена энергия в 104 Дж. Удельная энергоемкость индуктивных аккумуляторов оценивается в 10 Вт «ч/кг, или 40 к Дж/кг. Специалисты возлагают большие надежды на возможность создания мощного сверхпроводящего индуктивного аккумулятора.
Накопление энергии в катушке индуктивности очень похоже на ее накопление в механических динамических аккумуляторах-маховиках. Как и в маховиках, энергия в катушке индуктивности может существовать только при движении (в данном случае электронов), т. е. в динамике.
Как мы уже знаем, основными элементами телефонной трубки являются мембрана и электромагнит. Сердечником электромагнита служит искусственный стальной магнит. Колебания мембраны телефона тем сильнее, чем сильнее электрические колебания в катушке электромагнита. Следовательно, чтобы получить наиболее громкую работу, нужно поставить телефон в такие условия, при которых сила тока в его катушках получится наибольшей.
Любой электроприбор должен работать при строго определенных параметрах подаваемой электроэнергии. Если, к примеру, к прибору, рассчитанному на работу в сети переменного тока напряжением 220 вольт, подать напряжение 380 вольт, он выйдет из строя.
Следует отметить, что в последнее время достигнуты большие успехи в накоплении энергии конденсаторными аккумуляторами. При этом создатели новых типов идут на всевозможные ухищрения, чтобы повысить емкость конденсаторов. Например, в Японии был создан конденсатор из активированного угля.
«Чистая» электрическая энергия может быть накоплена в аккумуляторах на основе конденсаторов и катушек индуктивности. Конденсаторы, или электростатические накопители энергии, обладают свойством накапливать и сохранять на своих электродах (обкладках) равные по величине и противоположные по знаку электрические заряды. Электрический заряд каждой из оболочек пропорционален напряжению между обкладками, где коэффициентом пропорциональности служит электрическая емкость конденсатора.
Несмотря на шумную и многолетнюю рекламу электромобилей, владельцы жалуются на них. Электромобили первого поколения не могут «вписаться» в обычное движение. Они очень медленно ускоряются при трогании с места, развивают небольшие скорости, особенно при подъеме в гору. Необходима регулярная перезарядка аккумуляторов. Сегодня средний (не рекламный!) электромобиль обладает максимальной скоростью 80 км/ч и дальностью пробега между перезарядками 50—60 км.
На роли маховика в электромобилях, как и в обычных автомобилях, в качестве дополнительного аккумулятора-двигателя мы остановимся ниже. Сейчас лишь отметим, что с помощью маховиков (вернее, супермаховиков) электромобиль может интенсивно разгоняться, обгонять другие машины, осуществлять подъем в гору, а также рекуперировать энергию торможения, что почти вдвое удлиняет его пробег в городе.