Термоионный генераторТермоионный генератор как источник энергии имеет существенный недостаток. Разность потенциалов на внешней нагрузке в нашем примере составляет 1 В. Это означает, что для получения практически целесообразных значений выходной мощности при столь низкой разности потенциалов сила тока в системе должна быть значительной. Например, для генератора с выходной мощностью 1 кВт ток нагрузки должен составлять 1000 А. Ток такой большой величины очень неудобен. В этом случае при передаче энергии на расстояние во избежание значительных джоулевых потерь необходимы очень толстые проводники. Более того, эти токи создают очень сильные магнитные поля, в результате чего в пространстве между проводниками возникают значительные напряжения. Поэтому на практике обычно соединяют последовательно несколько термоионных генераторов, что позволяет повысить выходное напряжение. Значительного повышения последнего добиваются также с помощью трансформаторов переменного тока. Благодаря этому термоионные генераторы можно использовать непосредственно для питания приборов, рассчитанных на напряжение 127 или 220 В и частоту 50 Гц. Столь необходимые эксперименты проводятся на многих предприятиях, в том числе и в Научно Технических Центрах. Например, Научно-технический центр обеспечения качества и сертификации "СЕПРОЗ" НАН Украины (http://seproz.kiev.ua/) занимается обеспеченим качества продукции сварочного и родственных производств посредствам проведения серий аналитических исследований.Читатель, возможно, обратил внимание еще на одну деталь, которой мы лишь слегка коснулись в ходе нашего упрощенного анализа. Очевидно, даже при установившемся режиме работы генератора сопротивление нагрузки не может оставаться постоянным. Падение напряжения на нагрузке определяется произведением, следовательно, с изменением тока сопротивление нагрузки также изменяется. Система, в которой сопротивление регулируется так, что падение напряжения на нагрузке поддерживается постоянным на уровне, называется системой с согласованной нагрузкой. Ценой дальнейшего усложнения системы можно добиться того, чтобы это условие выполнялось при непрерывно меняющейся внешней нагрузке. Очевидно, самой простой нагрузкой такого типа является обычная аккумуляторная батарея, в которой даже при изменении тока разность потенциалов (определяемая химической реакцией) на зажимах почти не меняется. Стабильность работы генератора можно обеспечить также в том случае, если предотвратить температурные колебания на его входе. С этой целью в пространстве между корпусом генератора и собственно катодом помещается специальное устройство, поддерживающее температуру постоянной. В последнее время были исследованы материалы, температура плавления которых позволяет использовать их в подобных устройствах. Не заостряя особого внимания на практических трудностях использования термоионного генератора, мы можем считать, что это устройство при всей простоте его конструкции по выходной мощности не уступает рассмотренным ранее тепловым машинам. Прежде чем перейти к анализу других систем, вырабатывающих электрическую энергию, остановимся на к. п. д. термоионного генератора. |
||
