Во что трансформировался электромотор: Двигатель электромобиля — принцип работы, устройство, виды

ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОМОТОРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ: ПУТЕШЕСТВИЕ ВО ВРЕМЯ

С момента зарождения технологий темпы инноваций продолжали ускоряться.Новые изобретения и технологии облегчают нашу жизнь, но удивительно то, что технологии часто приводят к новым новаторским идеям и открытиям, облегчая проектирование и создание даже более новых технологий. Этот постоянно ускоряющийся цикл инноваций продолжает видоизменять и реконструировать мир, в котором мы живем, и это причина, по которой вы можете потягивать старомодный и наблюдать за Сайнфельдом, когда вы упакованы в металлическую трубу, мчащуюся по небу на высоте 30 000 футов над уровнем моря. Атлантический океан.

История технологии электродвигателей не стала исключением, следуя этой тенденции инноваций на протяжении последних 200 лет.Оглядываясь назад на изобретение первого электродвигателя в 1832 году, трудно представить, какое влияние электродвигатели уже оказали на нашу жизнь и другие технологии, и еще труднее представить себе следующие 200 лет инноваций. Пересказывая историю электродвигателя, мы станем свидетелями ускоряющегося цикла инноваций в реальных условиях и лучше поймем, что нас ждет в будущем.

Изобретение электродвигателя

Ганс Христиан Эрстед экспериментировал с электричеством в 1820 году, когда он заметил, что компас отклоняется, когда он подносит к нему наэлектризованный стержень.Он только что открыл электромагнетизм и, хотя, несомненно, не осознавал влияния своего открытия, он просто привел в движение мяч для инноваций в технологии электродвигателей.

Вскоре ученые всего мира начали искать применение электромагнетизма для выработки электроэнергии. Уильяму Стерджену, английскому физику, приписывают изобретение первого электродвигателя постоянного тока в 1832 году. Его конструкция была первым электродвигателем, способным приводить в движение механизмы, однако он все еще был сильно ограничен своей низкой выходной мощностью.

Несколько лет спустя в США Томас Дэвенпорт и его жена Эмили Дэвенпорт получили первый патент на электродвигатель постоянного тока в 1837 году. Их конструкция была частичной адаптацией первого двигателя Sturgeon. К сожалению, несмотря на годы экспериментов, конструкция двигателя Давенпорта по-прежнему страдала от тех же проблем с мощностью и эффективностью, с которыми сталкивалась оригинальная конструкция Sturgeon.

Запатентованный двигатель Томаса и Эмили Давенпорт

Тем не менее, самый впечатляющий ранний двигатель был построен русским по имени Мориц фон Якоби, чей электродвигатель установил мировой рекорд по механической мощности в 1834 году, включая двигатель Давенпорта.Якоби тоже не терял времени, внося свои усовершенствования, и только год спустя, в 1835 году, он продемонстрировал увеличенную мощность своего нового дизайна, переправив через реку 14 человек на лодке, приводимой в движение его мотором.

Первый практический двигатель постоянного тока

После первых демонстраций возможностей электродвигателей резко вырос интерес к технологии электродвигателей, вдохновив на создание сотен новых изобретений и открытий. И все же первое поколение электродвигателей прославили пресс-папье.Они были ужасно непрактичными, имели потери напряжения на обмотках, нестабильный ток питания и обычное искрение. В течение следующих 50 лет инженеры и физики работали над решением этих проблем путем оптимизации и изменения основных компонентов электродвигателя.

В период с 1835 по 1886 год в конструкцию ротора и якоря был внесен ряд улучшений в целях разработки первого «практичного» двигателя, при этом заметный вклад внесли итальянский физик Антонио Пачинотти и бельгийский инженер-электрик Зенобе Грамм.Однако только американскому изобретателю Фрэнку Джулиану Спрэгу приписывают изобретение первого «практичного» двигателя в 1886 году.

«Практичный» мотор Фрэнка Джулиана Спрэга

Sprague устраняет искрение, потерю напряжения на обмотках и может подавать мощность с постоянной скоростью, что делает его первым «практичным» электродвигателем постоянного тока, позволяющим более широко применять электродвигатели. Конструкции двигателей Sprague были практически надежными и довольно мощными, но эффективность этих конструкций оставляла желать лучшего.Спраг будет использовать свои двигатели для разработки первой системы электрических тележек в следующем году в Ричмонде, штат Вирджиния, в 1887 году.

Первые генераторы и электрификация

В Европе, развивая свои ранние открытия и открытия других, Зеноб Грамм в 1871 году разработал свою машину Грамма. Его машина могла преобразовывать механическую энергию в непрерывный ток электрической энергии. Представляя свое изобретение на Всемирной выставке 1873 года в Вене, Грамм случайно обнаружил обратимость электродвигателей, когда он соединил два устройства постоянного тока на расстоянии 2 км друг от друга, одно из которых функционировало как двигатель, а другое — как генератор.

Открытие обратимости электродвигателя постоянного тока доказало, что электродвигатели можно использовать в качестве генераторов, преобразуя механическую работу в электрическую энергию, а также имея возможность возвращать неиспользованную энергию обратно источнику, что способствовало развитию первых электрических сетей.

К 1920-м годам страны всего мира начали разработку электрических сетей. Вскоре электричество начало проникать в повседневную жизнь: газовые фонари были заменены электрическими уличными фонарями, кондиционеры теперь охлаждали офисы и дома, а улицы крупных городов были заполнены системами электрических тележек.Электроэнергетика началась, и практичность электрических технологий ускорилась.

Передовая моторная технология — воздушные зазоры, магниты и др.

В 1921 году для электродвигателей была представлена ​​революционная новая концепция дизайна, которая еще больше повысила их надежность и эффективность. Несмотря на то, что группа обслуживания двигателей в США была введена для предотвращения повреждений, вызванных трением между компонентами, было обнаружено, что небольшой воздушный зазор между ротором и статором также способствует прохождению электромагнитного потока в машинах постоянного тока, дополнительно повышая их эффективность.

PCB Stator BLDC Двигатель с воздушным зазором, маркировка

Износ щеточных двигателей постоянного тока будет оставаться проблемой даже после обнаружения воздушного зазора. В щеточных двигателях постоянного тока щетки должны контактировать с коммутаторами для передачи электрических сигналов; эрозия из-за этого постоянного трения приведет к их износу, иногда к перегреву при высоких нагрузках. Их надежность и проблемы с регулированием температуры не позволили широко использовать щеточные электродвигатели постоянного тока в приложениях с большой мощностью, таких как HVAC и электромобили.

Все изменилось с изобретением бесщеточного коммутатора. Хотя бесщеточные двигатели с постоянными магнитами были открыты в 1962 году, они стали широко использоваться только в 1982 году, когда стали доступны редкоземельные металлы. С помощью постоянных магнитов бесщеточные двигатели постоянного тока могут быть более мощными и эффективными, чем любой щеточный двигатель, при этом обеспечивая превосходное качество движения.

Конечно, открытие бесщеточного двигателя постоянного тока не остановило инноваций, и в конце 80-х пара ученых Джерри Генко и Норман Смит запатентовали двигатель со статором на печатной плате.Их конструкция электрически и механически соединяла статор с печатной платой, чтобы снизить производственные и материальные затраты, связанные с двигателями BLDC с постоянными магнитами.

Современные моторные технологии

Бесщеточные двигатели постоянного тока сегодня на световые годы опережают старые троллейные двигатели 19 века, но их конструкция далека от совершенства. Обычные двигатели BLDC, подобные тем, которые были разработаны в 80-х годах, являются наиболее популярными типами двигателей на рынке сегодня, и их популярность продолжает расти вместе со спросом на углеродно-нейтральные продукты и доступные системы кондиционирования воздуха.Потребность в решениях с еще более высокой выходной мощностью в меньшем корпусе, меньшим воздействием на окружающую среду и жизнеспособным процессом массового производства будет продолжать расти.

Создавая на основе 200-летних открытий, команда ECM пересмотрела идею Дженко и Смита, рассматривая ее с точки зрения 21 века. За счет встраивания протравленных медью проводников в многослойную печатную плату для формирования статора, который работает вместе с постоянными магнитами, запатентованная технология ECM устраняет необходимость в обмотке проводов и слоях железа, используемых в обычных двигателях и генераторах.

Запатентованная печатная плата статора и двигателя ЭСУД

ECM статора печатной платы в конструкции постоянного магнита с постоянным магнитом позволяет им разрабатывать невероятно тонкие и легкие двигатели, которые используют до 80% меньше сырья. Кроме того, используя свой революционно новый дизайн, команда ECM создала программное обеспечение для проектирования PrintStator, которое автоматически создает уникальные конструкции статора на печатной плате и включает все запатентованные конструктивные особенности ECM. PrintStator оптимизирует геометрию и толщину меди в статорах печатных плат, чтобы создать машину с превосходной плотностью крутящего момента и энергоэффективностью.

Изображение запатентованной конструкции электродвигателя статора на печатной плате ECM в разобранном виде

В 2015 году был запущен PrintStator, который использовался для создания прототипа среднего привода для электрического велосипеда. На основе дискретных входных данных PrintStator автоматически сгенерировал уникальный дизайн статора печатной платы вместе со связанным файлом Gerber, указав подробные характеристики сборки, повсеместно используемые производителями печатных плат для печати проекта. К концу 2019 года компания ECM собрала 10 патентов, касающихся конструкции и программного обеспечения PCB Stator BLDC.PrintStator был использован для успешной интеграции платформы PCB Stator в электромобильную, HVACR, робототехническую, военную, морскую и медицинскую промышленность.

ECM решает многие проблемы, с которыми сталкивались электродвигатели после их изобретения в 1832 году, значительно улучшая надежность, эффективность и удельную мощность двигателя, но также решая современные технологические препятствия, включая устойчивость, технологичность, размер и вес. Использование статоров на печатной плате в двигателях BLDC, безусловно, является следующим этапом эволюции технологии электродвигателей, но, как мы видим из прошлого, оно не будет последним.

________________

Приложение

Электродвигатель — Energy Education

Электродвигатель — это устройство, используемое для преобразования электричества в механическую энергию, противоположное электрическому генератору.Они работают с использованием принципов электромагнетизма, которые показывают, что сила прилагается, когда электрический ток присутствует в магнитном поле. Эта сила создает крутящий момент на проволочной петле, присутствующей в магнитном поле, которая заставляет двигатель вращаться и выполнять полезную работу. Двигатели используются в широком спектре приложений, таких как вентиляторы, электроинструменты, бытовая техника, электромобили и гибридные автомобили.

Как они работают

есть много разных рабочих частей, чтобы они постоянно вращались, обеспечивая необходимую мощность.Двигатели могут работать от постоянного (DC) или переменного (AC) тока, и оба имеют свои преимущества и недостатки. Для целей этой статьи будет проанализирован двигатель постоянного тока, чтобы прочитать о двигателях переменного тока, нажмите здесь.

Основные части двигателя постоянного тока включают: ^[3]

• Статор: Неподвижная часть двигателя, а именно магнит. Электромагниты часто используются для увеличения мощности.

• Ротор: Катушка, которая установлена ​​на оси и вращается с высокой скоростью, обеспечивая систему вращательной механической энергией.

• Коммутатор: Этот компонент является ключевым в двигателях постоянного тока, и его можно увидеть на рисунках 3 и 4. Без него ротор не смог бы вращаться непрерывно из-за противоположных сил, создаваемых изменяющимся током. Коммутатор позволяет ротору вращаться, меняя направление тока каждый раз, когда катушка делает пол-оборота.

• Щетки: Они подключаются к клеммам источника питания, позволяя электроэнергии течь в коммутатор.

• Двигатель постоянного тока

• Рисунок 3: Базовая установка двигателя постоянного тока. ^[3]

• Рисунок 4: Анимация двигателя в действии. Коммутатор вращается, чтобы ротор вращался непрерывно. ^[3]

Список литературы

20.2 Двигатели, генераторы и трансформаторы — физика

Электродвигатели, генераторы и трансформаторы

Как мы узнали ранее, на провод с током в магнитном поле действует сила — вспомните, F = IℓBsinθF = IℓBsinθ.Электродвигатели, которые преобразуют электрическую энергию в механическую, являются наиболее распространенным приложением магнитной силы к токоведущим проводам. Двигатели состоят из витков провода в магнитном поле. Когда ток проходит через петли, магнитное поле оказывает на петли крутящий момент, который вращает вал. При этом электрическая энергия преобразуется в механическую работу. На рисунке 20.23 показан схематический чертеж электродвигателя.

Рисунок 20.23 Крутящий момент в токовой петле.Вертикальная петля из проволоки в горизонтальном магнитном поле прикреплена к вертикальному валу. Когда ток проходит через проволочную петлю, на нее действует крутящий момент, заставляющий вращать вал.

Давайте исследуем силу на каждом сегменте контура на рисунке 20.23, чтобы найти крутящие моменты, возникающие вокруг оси вертикального вала — это приведет к полезному уравнению для крутящего момента на контуре. Мы считаем, что магнитное поле является однородным по прямоугольной петле, которая имеет ширину w и высоту, ℓ, как показано на рисунке.Сначала рассмотрим силу, действующую на верхний сегмент петли. Чтобы определить направление силы, мы используем правило правой руки. Ток идет на страницу слева направо, а магнитное поле идет слева направо в плоскости страницы. Согните пальцы правой руки от вектора тока к вектору магнитного поля, а большой палец правой руки направлен вниз. Таким образом, сила на верхнем сегменте направлена ​​вниз, что не создает крутящего момента на валу. Повторение этого анализа для нижнего сегмента — пренебрегая небольшим зазором, где выходят подводящие провода — показывает, что сила на нижнем сегменте направлена ​​вверх, снова не создавая крутящего момента на валу.

Рассмотрим теперь левый вертикальный сегмент петли. Снова используя правило правой руки, мы обнаруживаем, что сила, действующая на этот сегмент, перпендикулярна магнитному полю, как показано на рисунке 20.23. Эта сила создает крутящий момент на валу. Повторение этого анализа на правом вертикальном сегменте петли показывает, что сила на этом сегменте направлена ​​в направлении, противоположном направлению силы на левом сегменте, таким образом создавая равный крутящий момент на валу. Таким образом, общий крутящий момент на валу вдвое превышает крутящий момент на одном из вертикальных сегментов петли.

Чтобы определить величину крутящего момента при вращении проволочной петли, рассмотрите рисунок 20.24, на котором показан вид проволочной петли сверху. Напомним, что крутящий момент определяется как τ = rFsinθ, τ = rFsinθ, где F — приложенная сила, r — расстояние от оси до места приложения силы, а θ — угол между r . и F . Обратите внимание, что при вращении петли ток в вертикальных сегментах петли всегда перпендикулярен магнитному полю.Таким образом, уравнение F = IℓBsinθF = IℓBsinθ дает величину силы на каждом вертикальном сегменте как F = IℓB.F = IℓB. Расстояние × от вала до места приложения этой силы составляет × /2, поэтому крутящий момент, создаваемый этой силой, равен

20,10

Поскольку есть два вертикальных сегмента, общий крутящий момент вдвое больше, или

20,11

Если у нас есть составной контур с Н витками, мы получим Н, в раз больше крутящего момента одиночного контура.Используя тот факт, что площадь петли равна A = wℓ; A = wℓ; выражение для крутящего момента становится

20.12

Это крутящий момент на токоведущей петле в однородном магнитном поле. Можно показать, что это уравнение справедливо для петли любой формы.

Из уравнения τ = NIABsinθ, τ = NIABsinθ, мы видим, что крутящий момент равен нулю, когда θ = 0.θ = 0. Когда проволочная петля вращается, крутящий момент увеличивается до максимального положительного крутящего момента wℓBwℓB, когда θ = 90 ° .θ = 90 °. Затем крутящий момент уменьшается до нуля, когда проволочная петля поворачивается на θ = 180 ° .θ = 180 °.От θ = 180 ° θ = 180 ° до θ = 360 °, θ = 360 ° крутящий момент отрицательный. Таким образом, крутящий момент меняет знак каждые пол-оборота, поэтому проволочная петля будет колебаться вперед и назад.

Чтобы катушка продолжала вращаться в том же направлении, ток меняется на противоположный, когда катушка проходит через θ = 0 и θ = 180 ° θ = 0 и θ = 180 ° с использованием автоматических переключателей, называемых щетками , как показано на рисунке 20.25.

А теперь подумайте, что произойдет, если запустить двигатель в обратном направлении; то есть мы прикрепляем ручку к валу и механически заставляем катушку вращаться в магнитном поле, как показано на рисунке 20.26. Согласно уравнению F = qvBsinθF = qvBsinθ, где θθ — угол между векторами v → v → и B → -chargesB → — заряды в проводах петли испытывают магнитную силу, потому что они движутся в магнитном поле.Снова используя правило правой руки, когда мы сгибаем пальцы от вектора v → v → к вектору B → B →, мы обнаруживаем, что заряды в верхнем и нижнем сегментах ощущают силу, перпендикулярную проводу, которая не вызывает тока. . Однако заряды в вертикальных проводах испытывают силы, параллельные проводу, заставляя ток течь через провод и через внешнюю цепь, если она подключена. Такое устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую, называется генератором.

Рисунок 20.26 Когда эта катушка вращается на одну четверть оборота, магнитный поток Φ изменяется от максимального до нуля, вызывая ЭДС, которая пропускает ток через внешнюю цепь.

Поскольку ток индуцируется только в боковых проводах, мы можем определить наведенную ЭДС, рассматривая только эти провода. Как объясняется в разделе «Наведенный ток в проводе», ЭДС движения в прямом проводе, движущемся со скоростью v через магнитное поле B , равна E = Bℓv, E = Bℓv, где скорость перпендикулярна магнитному полю.В генераторе скорость составляет угол θθ с B (см. Рисунок 20.27), поэтому составляющая скорости, перпендикулярная B , равна vsinθ.vsinθ. Таким образом, в этом случае ЭДС, индуцированная на каждом вертикальном отрезке провода, равна E = Bℓvsinθ, E = Bℓvsinθ, и они направлены в одном направлении. Общая ЭДС вокруг контура тогда составляет

20,13

Хотя это выражение действительно, оно не дает ЭДС как функцию времени. Чтобы узнать, как ЭДС изменяется во времени, предположим, что катушка вращается с постоянной угловой скоростью ω.ω. Угол θθ связан с угловой скоростью соотношением θ = ωt, θ = ωt, так что

20,14

Напомним, что тангенциальная скорость v связана с угловой скоростью ωω соотношением v = rω.v = rω. Здесь r = w / 2r = w / 2, так что v = (w / 2) ωv = (w / 2) ω и

20,15

Принимая во внимание, что площадь петли A = ℓwA = ℓw и учитывая N витков из проволоки , мы находим, что

20.16

— ЭДС, индуцированная в катушке генератора из N, витков и области A, , вращающейся с постоянной угловой скоростью ωω в однородном магнитном поле B . Это также можно выразить как

20,17

где

— максимальная (пиковая) ЭДС.

На рисунке 20.28 показан генератор, подключенный к лампочке, и график зависимости ЭДС от времени. Обратите внимание, что ЭДС колеблется от положительного максимума E0E0 до отрицательного максимума −E0. − E0. Между тем, ЭДС проходит через ноль, что означает, что в это время через лампочку протекает нулевой ток. Таким образом, лампочка на самом деле мигает с частотой 2 f , потому что за период происходит два перехода через ноль. Поскольку такой переменный ток используется в домах по всему миру, почему мы не замечаем мерцания света? В Соединенных Штатах частота переменного тока составляет 60 Гц, поэтому свет мигает с частотой 120 Гц.Это быстрее, чем частота обновления человеческого глаза, поэтому вы не заметите мерцания огней. Кроме того, другие факторы препятствуют такому быстрому включению и выключению различных типов лампочек, поэтому светоотдача немного сглаживается .

Виртуальная физика

Генератор

Используйте это моделирование, чтобы узнать, как работает электрический генератор. Управляйте подачей воды, которая заставляет водяное колесо вращать магнит. Это вызывает ЭДС в соседней катушке провода, которая используется для зажигания лампочки. Вы также можете заменить лампочку вольтметром, который позволяет увидеть полярность напряжения, которая меняется с положительной на отрицательную.

Проверка захвата

Установите количество проволочных петель равным трем, силу стержневого магнита примерно на 50 процентов и площадь петли на 100 процентов.Обратите внимание на максимальное напряжение на вольтметре. Предполагая, что одно из основных делений вольтметра составляет 5 В, какое максимальное напряжение при использовании только однопроводной петли вместо трехпроводной петли?

1. 5 В
2. 15 В
3. 125 В
4. 53 В

В реальной жизни электрические генераторы сильно отличаются от рисунков в этом разделе, но принципы те же. Источником механической энергии, вращающей катушку, может быть падающая вода — гидроэнергия — пар, образующийся при сжигании ископаемого топлива, или кинетическая энергия ветра.Рисунок 20.29 показывает паровую турбину в разрезе; пар движется по лопастям, соединенным с валом, который вращает катушку внутри генератора.

Рисунок 20.29 Паротурбинный генератор. Пар, образующийся при сжигании угля, ударяет по лопаткам турбины, вращая вал, соединенный с генератором. (Источник: Nabonaco, Wikimedia Commons)

Еще одно очень полезное и распространенное устройство, использующее магнитную индукцию, называется трансформатором. Трансформаторы делают то, что подразумевает их название — они преобразуют напряжение из одного значения в другое; термин напряжение используется, а не ЭДС, потому что трансформаторы имеют внутреннее сопротивление.Например, многие сотовые телефоны, ноутбуки, видеоигры, электроинструменты и небольшие приборы имеют встроенный в подключаемый модуль трансформатор, который преобразует 120 В или 240 В переменного тока в любое напряжение, используемое устройством. На рисунке 20.30 показаны два разных трансформатора. Обратите внимание на катушки проводов, которые видны на каждом устройстве. Назначение этих катушек поясняется ниже.

Рисунок 20.30 Слева — обычный трансформатор с многослойным сердечником, который широко используется в передаче электроэнергии и в электрических приборах.Справа — тороидальный трансформатор, который меньше трансформатора с многослойным сердечником при той же мощности, но более дорогой в изготовлении из-за оборудования, необходимого для наматывания проводов в форме пончика.

На рис. 20.31 показан трансформатор с многослойной обмоткой, который основан на законе индукции Фарадея и очень похож по конструкции на устройство Фарадея, которое использовалось для демонстрации того, что магнитные поля могут генерировать электрические токи. Две катушки с проволокой называются первичной и вторичной катушками.При нормальном использовании входное напряжение подается на первичную катушку, а вторичная обмотка создает преобразованное выходное напряжение. Железный сердечник не только улавливает магнитное поле, создаваемое первичной катушкой, но также его намагниченность увеличивает напряженность поля, что аналогично тому, как диэлектрик увеличивает напряженность электрического поля в конденсаторе. Поскольку входное напряжение переменного тока, изменяющийся во времени магнитный поток проходит через вторичную катушку, вызывая выходное напряжение переменного тока.

Рисунок 20.31 Типичная конструкция простого трансформатора имеет две катушки, намотанные на ферромагнитный сердечник. Магнитное поле, создаваемое первичной катушкой, в основном ограничивается и увеличивается сердечником, который передает его на вторичную катушку. Любое изменение тока в первичной катушке вызывает ток во вторичной катушке.

Ссылки на физику

Магнитная веревочная память

Чтобы отправить людей на Луну, программе Apollo нужно было спроектировать бортовую компьютерную систему, которая была бы надежной, потребляла мало энергии и была достаточно маленькой, чтобы поместиться на борту космического корабля.В 1960-х годах, когда была запущена программа Apollo, целые здания регулярно выделялись для размещения компьютеров, вычислительная мощность которых была бы легко превзойдена самыми простыми современными портативными калькуляторами.

Для решения этой проблемы инженеры Массачусетского технологического института и крупного оборонного подрядчика обратились к запоминающему устройству с магнитным тросом , которое являлось ответвлением аналогичной технологии, использовавшейся до того времени для создания запоминающего устройства с произвольным доступом. В отличие от памяти с произвольным доступом, память с магнитным тросом была постоянным запоминающим устройством, которое содержало не только данные, но и инструкции.Таким образом, на самом деле это было больше, чем память: это была компьютерная программа, зашитая зашитой.

Компонентами магнитной веревочной памяти были проволока и железные кольца, которые назывались сердечниками . Железные сердечники служили трансформаторами, как показано на предыдущем рисунке. Однако вместо того, чтобы наматывать провода несколько раз вокруг сердечника, отдельные провода пропускали через сердечники только один раз, создавая эти одновитковые трансформаторы. До 63 проводов слов может проходить через одну жилу вместе с одним проводом бит .Если словарный провод проходит через данный сердечник, импульс напряжения на этом проводе вызывает в разрядном проводе ЭДС, которая интерпретируется как , . Если бы провод слова не проходил через сердечник, на разрядном проводе не наведалась бы ЭДС, что было бы интерпретировано как ноль .

Инженеры будут создавать программы, которые будут жестко встраиваться в эти запоминающие устройства магнитного троса. Процесс подключения мог занять до месяца, так как рабочие кропотливо протягивали провода через одни жилы и вокруг других.Если были допущены какие-либо ошибки в программировании или подключении, отладка была бы чрезвычайно трудной, если не невозможной.

Эти модули неплохо справились со своей задачей. Им приписывают исправление ошибки астронавта в процедуре посадки на Луну, что позволило Аполлону-11 совершить посадку на Луну. Сомнительно, чтобы Майкл Фарадей когда-либо мог представить себе такое применение магнитной индукции, когда открыл ее.

Проверка захвата

Если бы разрядный провод был дважды обмотан вокруг каждой жилы, как это повлияло бы на напряжение, индуцированное в разрядном проводе?

1. Если количество витков вокруг провода удвоено, ЭДС уменьшается вдвое.
2. Если количество витков вокруг провода удвоится, ЭДС не изменится.
3. Если количество витков вокруг провода удваивается, то удваивается и ЭДС.
4. Если количество витков вокруг провода удвоено, ЭДС в четыре раза превышает начальное значение.

Для трансформатора, показанного на рисунке 20.31, выходное напряжение VSVS из вторичной катушки почти полностью зависит от входного напряжения VPVP на первичной катушке и количества петель в первичной и вторичной катушках.Закон индукции Фарадея для вторичной обмотки дает наведенное выходное напряжение VSVS равным

20,19

где NSNS — количество витков во вторичной катушке, а ΔΦ / ΔtΔΦ / Δt — скорость изменения магнитного потока. Выходное напряжение равно индуцированной ЭДС (VS = ES), (VS = ES) при небольшом сопротивлении катушки — разумное предположение для трансформаторов. Площадь поперечного сечения катушек одинакова с каждой стороны, как и напряженность магнитного поля, поэтому ΔΦ / ΔtΔΦ / Δt одинаковы с каждой стороны.Входное первичное напряжение VPVP также связано с изменением магнитного потока на

20,20

Из соотношения этих двух последних уравнений получаем полезное соотношение

20,21

Это известно как уравнение трансформатора. Он просто заявляет, что отношение вторичного напряжения к первичному напряжению в трансформаторе равно отношению количества петель во вторичной катушке к количеству петель в первичной катушке.

Передача электроэнергии

широко используются в электроэнергетике для повышения напряжения — так называемые повышающие трансформаторы — перед передачей на большие расстояния по высоковольтным проводам. Они также используются для понижения напряжения — так называемые понижающие трансформаторы — для подачи энергии в дома и на предприятия. Подавляющая часть электроэнергии вырабатывается с помощью магнитной индукции, когда катушка из проволоки или медный диск вращается в магнитном поле.Первичная энергия, необходимая для вращения катушек или диска, может быть получена различными способами. Гидроэлектростанции используют кинетическую энергию воды для привода электрогенераторов. Угольные или атомные электростанции создают пар для привода паровых турбин, вращающих змеевики. Другие источники первичной энергии включают ветер, приливы или волны на воде.

После выработки энергии ее необходимо передать потребителю, что часто означает передачу мощности на сотни километров. Для этого напряжение силовой установки повышается повышающим трансформатором, который повышается, и ток уменьшается пропорционально, потому что

20.22

Более низкий ток ItransmittedItransmitted в передающих проводах снижает потери Джоулей , которые представляют собой нагрев провода из-за протекания тока. Этот нагрев вызван небольшим, но ненулевым сопротивлением RwireRwire проводов передачи. Потери энергии в окружающую среду из-за этого тепла составляют

20,23

, который пропорционален текущему квадрату в квадрате в проводе передачи.Вот почему передаваемый ток ItransmittedItransmitted должен быть как можно меньше, и, следовательно, напряжение должно быть большим для передачи мощности Ptransmitted⋅Ptransmitted⋅

Для передачи мощности на большие расстояния используются напряжения от 120 до 700 кВ. Напряжение повышается на выходе из электростанции повышающим трансформатором, как показано на рисунке 20.32.

Рисунок 20.32 Трансформаторы изменяют напряжение в нескольких точках системы распределения электроэнергии.Электроэнергия обычно вырабатывается при напряжении более 10 кВ и передается на большие расстояния при напряжениях от 120 до 700 кВ для ограничения потерь энергии. Распределение электроэнергии по районам или промышленным предприятиям осуществляется через подстанцию ​​и передается на короткие расстояния с напряжением от 5 до 13 кВ. Оно снижено до 120, 240 или 480 В для безопасности на месте отдельного пользователя.

После подачи электроэнергии в населенный пункт или промышленный центр напряжение на подстанции понижается до 5–30 кВ.Наконец, в частных домах или на предприятиях мощность снова понижается до 120, 240 или 480 В. Каждое повышающее и понижающее преобразование выполняется с помощью трансформатора, разработанного на основе закона индукции Фарадея. Мы прошли долгий путь с тех пор, как королева Елизавета спросила Фарадея, как можно использовать электричество.

Демонстрационное оборудование

Преобразование энергии в электромобилях

Сегодняшнее общество постоянно меняется, поэтому каждый день происходит новый поиск решений, которые благоприятствуют планете и ее гражданам. И в этом процессе электроэнергия является фундаментальной частью.

Благодаря этим разработкам были созданы электромобили, и спустя годы, окруженные вопросами и негативом, они стали центром внимания. Для автомобильной промышленности совершенно очевидно, что будущее индивидуальной мобильности будет за электромобилями.

К сожалению, даже сегодня есть сомнения в том, как это работает и какие преимущества может принести электромобиль. Если вы один из тех, кто хочет инвестировать в один из них, мы приглашаем вас продолжить чтение.

Электромобиль — это транспортное средство, которое приводится в движение силой, создаваемой двигателем, работающим от электричества. Эти автомобили не только не загрязняют окружающую среду, но и обладают уникальным и практичным дизайном.

Двигатель получает и преобразует электрическую энергию в механическую посредством электромагнитных взаимодействий. Проводящий элемент, который у них находится внутри, совершает движение, когда попадает в магнитное поле, и в конечном итоге получает электрический ток.

Зарядное устройство

Электромобили имеют зарядное устройство или трансформатор-преобразователь, который является элементом, отвечающим за альтернативное поглощение электричества непосредственно из сети для преобразования в постоянный ток. Добиваемся загрузки основного аккумулятора.

Аккумуляторы

в конечном итоге накапливают энергию, передаваемую зарядным устройством, в виде постоянного тока (DC).Этот основной аккумулятор является средством, с помощью которого приводится в действие весь электромобиль, и может быть подключен двумя способами. На автомобилях с электродвигателем постоянного тока эта батарея будет напрямую подключена к двигателю. В отличие от электромобилей, у которых есть электродвигатель переменного тока, аккумулятор подключается к инвертору.

Преобразователь

Он отвечает за преобразование постоянного тока высокого напряжения, который вырабатывается основной батареей. Этот тип тока используется для питания вспомогательных аккумуляторов на 12 В, которые одновременно питают вспомогательные электрические компоненты автомобиля.

Инвестор

Инверторы отвечают за преобразование постоянного тока, вырабатываемого основной батареей, в переменный ток. Таким образом, вы можете привести в действие двигатель электромобиля.

Электродвигатель

Может быть переменного или постоянного тока. Разница между этими двумя животными в основном основана на способе их кормления. Постоянный ток подается непосредственно от основной батареи, а переменный ток подается за счет энергии, излучаемой батареей, ранее преобразованной в переменный ток через инвертор.

Преимущества, предлагаемые электромобилями, варьируются от экономичности в обслуживании до заботы об окружающей среде. Среди них у нас:

• Они не вызывают загрязнения атмосферы на месте.
• Они не производят звукового загрязнения.
• Его использование позволяет избежать использования топлива и сэкономить масло с целью использования его в других целях.
• Обслуживание и стоимость «топлива» намного меньше, чем у обычного.
• Автомобиль получает эффективность 77%, когда электричество поступает из возобновляемых источников.
• Они могут перезаряжать свою батарею с помощью рекуперативного торможения.
• Технология аккумуляторов была усовершенствована, чтобы предложить почти такую ​​же автономность, как у некоторых автомобилей внутреннего сгорания небольшого объема.
• Срок службы батареи составляет от 10 до 12 лет.
• Почти во всех домах есть электрические розетки для медленной подзарядки, поэтому подзарядка в любом месте не проблема, плюс количество зарядных станций растет.

К сожалению, использование электромобилей окружено множеством проблем и негативов, но на самом деле их недостатки меньше, чем обсуждаемые:

• Заряд аккумулятора и высокая цена за аккумуляторы с максимальным сроком службы.
• В некоторых случаях электричество, используемое для подзарядки аккумуляторов, производится за счет загрязнения сырья, такого как уголь.
• Меньше автономности, чем у обычного автомобиля, потому что ему требуется частая подзарядка.
• Высокая стоимость начальной покупки.
• Ограниченная доступность с точки зрения полной подзарядки в некоторых странах.
• Некоторые модели имеют высокую стоимость.

Используемая энергия может поступать из разных источников, они могут быть возобновляемыми, ископаемыми или атомными. Они естественным образом встречаются на планете, и в случае электромобилей мы уделяем особое внимание одному из них: возобновляемой энергии.

Возобновляемые источники энергии — это те, которые поступают из окружающей среды и после использования могут быть восстановлены естественным или искусственным путем.Некоторые из них подвержены циклам, которые остаются более или менее постоянными по своей природе. Это:

• Энергия морской воды.
• Гидравлическая энергия.
• Энергия ветра.
• Солнечная энергия.
• Энергия биомассы.

Источники:

https://prezi.com/stl51vosexeb/vehiculo-electrico/

https://deltonholdings.com/technoecologic/

https://www.elcarrocolombiano.com/notas-de-interes/lo-que-ust-de-saber-sobre-carros-electricos-en-colombia-costos-beneficios-y-algo-mas/

Преобразование энергии — Science NetLinks

Назначение

Для исследования того, как электрическая энергия может быть произведена из различных источников энергии, а затем преобразована почти в любую другую форму энергии.

Контекст

Этот урок является частью проекта «Энергия в мире высоких технологий», который исследует науку, лежащую в основе энергетики. Энергия в мире высоких технологий разрабатывается AAAS и финансируется Американским институтом нефти. Для получения дополнительных уроков, занятий и интерактивных материалов, которые ближе познакомятся с наукой, лежащей в основе энергетики, обязательно посетите страницу проекта «Энергия в мире высоких технологий».

Этот урок познакомит вас с электричеством как потоком электронов.В некоторых случаях электричество может быть потоком положительных зарядов или как положительных, так и отрицательных зарядов. В этом уроке основное внимание будет уделено более типичному определению потока электрического тока, например, потока электронов. Студенты должны иметь некоторые базовые знания об атомах и их структуре. Однако в рамках своих онлайн-чтений студенты будут изучать основы атомной структуры (ядро, протоны, нейтроны, электроны). Таким образом, этот урок дает хорошую возможность прояснить неправильные представления об атомах и убедиться, что все учащиеся понимают основную атомную структуру.Согласно тесту Benchmarks for Science Literacy , учащиеся всех возрастов демонстрируют широкий спектр представлений о природе и поведении частиц. Им не хватает понимания очень маленького размера частиц; приписывать частицам макроскопические свойства; верят, что в пространстве между частицами должно быть что-то; испытывают трудности с пониманием внутреннего движения частиц в твердых телах, жидкостях и газах; и испытывают проблемы с концептуальным представлением сил между частицами. ( Контрольные показатели научной грамотности , (стр.337).) Это заблуждение важно иметь в виду, говоря об электричестве как потоке электронов. Студенты могут подумать, что электроны находятся в медной проволоке, а не в атомах меди, из которых она состоит. Важно подчеркнуть этот момент среди учащихся, чтобы они развили понимание того, что вещества состоят из атомов, а не из атомов, находящихся как отдельный объект внутри веществ.

Электричество — это поток заряженных электронов через проводник (например, поперечное сечение провода).Поток этих свободных и движущихся заряженных электронов называется электрическим током.

Электроэнергия вырабатывается за счет преобразования первичных источников энергии, таких как уголь, нефть, природный газ, ядерная энергия и другие природные источники. Сжигание или сжигание этих первичных источников энергии дает энергию в виде тепла, которое преобразуется в электрическую энергию, которая производит ток. Первичные источники энергии, используемые для производства электроэнергии, могут быть возобновляемыми или невозобновляемыми.

Электричество — электрический ток — следует отличать от напряжения и от мощности.Электрический ток — это количество электрического заряда, протекающего по проводнику, и выражается как количество заряда за время. С другой стороны, мощность — это скорость использования энергии или количество затраченной энергии за заданную единицу времени. Электроэнергия — это скорость, с которой электрическая энергия преобразуется в другую форму энергии, такую ​​как тепло или свет, или наоборот.

Отношение мощности к току называется напряжением . Напряжение выражает количество энергии, израсходованной на количество электрического заряда.

Затраченная энергия определяется умножением степени на раз . Таким образом, энергию можно измерить, умножив мощность, израсходованную в киловатт , на время в часа , чтобы получить киловатт-часа . Ваш электросчетчик делает это автоматически.

В средних классах учащихся следует знакомить с энергией через преобразования энергии. Учащиеся должны проследить, откуда исходит и движется энергия, на примерах, которые включают различные формы энергии на пути: тепло, работа, свет, движение объектов, положение объектов, химические и упруго деформированные материалы.Согласно эталону для естественнонаучной грамотности , на начальных этапах обучения в умах учащихся может возникнуть некоторая путаница между энергией и источниками энергии. Еда, бензин и аккумуляторы — все это источники энергии. Когда они используются, содержащаяся в них энергия не исчезает; он превращается в другие формы энергии. Точно так же их материя тоже меняет форму, но не исчезает. С точки зрения того, куда направляется энергия, сложный подход — это подход, при котором учащиеся понимают, что всякий раз, когда какая-то энергия появляется в одном месте, обнаруживается, что она исчезает из другого.На этом этапе студентам не нужно сосредотачиваться на количественном аспекте преобразований энергии. Тем не менее, учащиеся должны уметь отслеживать движение энергии по мере ее преобразования и, таким образом, замечать, что некоторые из них превращаются в тепло и / или работу.

В некоторых источниках будет указано, что энергия «теряется» на тепло; однако использование этого термина означает, что мы не знаем, где находится энергия. Яснее говорить об «изменении», чем о «потерях» в преобразованиях энергии.

Работа — понятие сложное.Работа выполняется каждый раз, когда есть движение против некоторой противодействующей силы. Например, когда блок толкают по столу, мы должны работать с блоком, чтобы переместить его, и часть энергии, которую мы вкладываем в усилие, превращается в тепло из-за трения. Работа, которую мы вкладываем, за вычетом энергии, превращенной в тепло, идет на то, чтобы заставить блок двигаться — энергия движения блока.

Мотивация

Начните с демонстрации студентам маятника. Оттяните боб или массу маятника в сторону так, чтобы он был параллелен столу или земле.Держи это там. Спросите студентов:

• Здесь, вверху, есть ли у боба запасенная энергия или энергия движения?
  (Имеет накопленную энергию.)
• Как еще называется эта накопленная энергия?
  (Потенциальная энергия — это еще одно название этой накопленной энергии. Потенциальная энергия исходит от положения боба над землей против земного притяжения.)
• Почему?
  (Энергия накоплена, и боб еще не двигается.)
• Что будет с бобом, когда я его отпущу?
  (Боб начнет раскачиваться взад и вперед.)

Освободить боб.

• Что случилось с потенциальной энергией боба?
  (Он был преобразован в энергию движения.)
• Как еще называют энергию движения?
  (кинетическая энергия.)

Снова возьмите боб в сторону и удерживайте.

• Что случилось с кинетической энергией боба?
  (Он остановился, потому что больше не движется.)
• Какая энергия сейчас у боба?
  (Имеет потенциальную энергию.)

Удерживайте боб в сторону, но на этот раз в более низком положении (например, под углом 45 градусов). Спросите студентов:

• Есть ли у боба еще потенциальная энергия?
  (Да.)
• У него меньше или больше потенциальной энергии, чем когда он находится выше?
  (Боб имеет меньшую потенциальную энергию, когда он ниже, чем когда он выше над землей.)

Скажите студентам, что потенциальная энергия объекта может быть более или менее зависимой от его положения.Предложите им другие примеры, например, американские горки или автомобиль, спускающийся с холма по инерции. Попросите их подумать, как потенциальная энергия влияет на то, сколько кинетической энергии будет генерироваться, когда объект начнет двигаться. Например, если бы боб был выпущен из более низкой точки, генерируемая кинетическая энергия была бы меньше, поскольку имеется меньшая потенциальная энергия, с которой боб запускается. Это также верно в отношении автомобиля или американских горок на холме. Чем выше положение объекта на холме, тем больше его потенциальная энергия и большая кинетическая энергия будет генерироваться, когда он начнет двигаться.

Повторите студентам, что преобразования энергии могут идти туда и обратно. Потенциальная энергия может стать кинетической, а кинетическая энергия может стать потенциальной.

Теперь попросите учащихся представить транспортное средство, например машину или автобус. Спросите их: «Как движется машина?» У студентов могут быть разные ответы, например «ускоритель» или «человек, который им управляет». Поощряйте их, пока они не скажут «бензин». Спросите их:

• Почему бензин в конечном итоге позволяет машине двигаться?
  (Если вы нажмете на акселератор автомобиля с пустым баком, он не двинется с места.Если человек попытается завести машину без газа, она не заведется. Таким образом, бензин — это в конечном итоге то, что нужно автомобилю.)

Сообщите учащимся, что бензин — это химическое вещество и жидкость. Спросите их: «Как бензин заставляет машину двигаться?» Предложите студентам провести мозговой штурм и направить их к идее о том, что бензин — это форма энергии, которая преобразуется в кинетическую энергию или движение автомобиля.

Когда бензин горит, часть химической энергии в связях, составляющих молекулы бензина, высвобождается, создавая газ под давлением в цилиндрах двигателя.Когда этот газ расширяется, поршни двигаются. Другое название этой энергии — внутренняя энергия. Внутренняя энергия определяется физическим состоянием газа в цилиндрах двигателя.

А теперь спросите студентов:

• Является ли бензин или движущийся автомобиль примером движущейся энергии?
  (Движущаяся машина — пример движущейся энергии.)
• Как еще называют движущуюся энергию?
  (Кинетическая энергия — другое название.)

Повторите студентам, что внутренняя энергия преобразуется в кинетическую.

Развитие

В этой части урока студенты исследуют, как электрическая энергия может быть произведена из различных источников энергии, а затем преобразована почти в любую другую форму энергии.

Подключите небольшой вентилятор и включите его. Спросите студентов:

• Являются ли движущиеся лопасти этого вентилятора примером потенциальной или кинетической энергии?
  (Это пример кинетической энергии.)
• Почему?
  (Лопасти движутся, и энергия движения называется кинетической энергией.)
• Откуда лезвия получили энергию для движения?
  (Студенты отметят, что вентилятор был включен в розетку.)
• Какой вид энергии в розетке?
  (Электроэнергия в розетке.)
• Что происходит с электрической энергией, когда мы включаем вентилятор после того, как он был подключен к розетке?
  (Преобразуется в кинетическую энергию с помощью электродвигателя. Двигатель работает, когда электрический ток проходит через провод в магнитном поле.Проволока поворачивается, и часть электроэнергии превращается в кинетическую энергию.)
• Что делает вентилятор?
  (Лопасти вентилятора перемещают воздух по комнате. Кинетическая энергия движущихся лопастей действительно способствует перемещению воздуха через лопасти вентилятора.)
• Вся электрическая энергия, расходуемая в вентиляторе, превращается в работу, которая перемещает воздух? Если нет, что происходит с остальным?
  (Выделяется в виде тепла. Вентилятор преобразует электрическую энергию в кинетическую энергию, которая действительно работает, а также преобразует часть электрической энергии в тепло.)

Укажите на свет в комнате. Спросите студентов:

• Какой вид энергии исходит от лампочки?
  (Студенты должны упомянуть световую энергию. Некоторые могут также упомянуть тепловую энергию из своего прошлого опыта с лампами накаливания.)
• Лампочка сама по себе не начинает светиться или выделять тепло. Так откуда же берется световая и тепловая энергия?
  (Студенты должны упомянуть, что электричество используется лампочками для выработки световой и тепловой энергии.)
• Что происходит со световой и тепловой энергией?
  (поглощается лампочкой и молекулами воздуха, в котором она растворяется).

Напишите на доске следующую диаграмму, отражающую энергетические процессы вентилятора и света:

Электрическая энергия (электричество) → кинетическая энергия

Электрическая энергия (электричество) → Световая энергия и тепловая энергия

Спросите студентов:

• Что происходит с электрической энергией в обоих случаях?
  (Преобразуется в другие виды энергии.)
• Откуда берется электроэнергия?
  (Дайте студентам время обдумать идеи о том, откуда берется электричество. Некоторые могут упомянуть, что электричество вырабатывается или что оно производится на электростанции.)

Попросите учащихся выполнить первую часть учебной ведомости «Преобразование энергии» с использованием форм энергии. Они могут ответить на вопросы об этом ресурсе в студенческом листе Transforming Energy. Ответы на эти вопросы можно найти в листе учителя «Трансформация энергии».

После того, как ученики проработают материал, еще раз посетите веер и свет, которые были упомянуты в Мотивации. Спросите студентов:

• Откуда взялась кинетическая энергия лопастей вентилятора?
  (Электричество было преобразовано в кинетическую энергию.)
• Электроэнергия — вторичный источник энергии. Что это обозначает?
  (Электричество вырабатывается из другого источника энергии и используется для хранения и передачи энергии.)
• Откуда в США большая часть электроэнергии?
  (происходит из угля.)
• Это возобновляемый или невозобновляемый источник энергии?
  (не подлежит возобновлению.)
• Что значит быть невозобновляемым источником энергии?
  (Источник энергии нельзя заменить, поэтому он доступен в ограниченном количестве.)
• Мы только что узнали, что электричество — это поток электронов. Что такое электрон?
  (Это одна из основных структур атома, отрицательно заряженная частица, которая движется вокруг ядра.)
• Какие еще структуры составляют атом?
  (Протоны и нейтроны.)

Попросите учащихся продолжить работу с таблицей «Преобразование энергии». После того, как они заполнили таблицу, покажите учащимся прозрачность производства электроэнергии с помощью обычного сжигания угля. Используя ответы из студенческого листа, просмотрите каждый этап производства электроэнергии на угольных электростанциях. Спросите студентов, какие основные типы энергии используются и какие преобразования энергии происходят на каждом этапе.

Оценка

Чтобы оценить понимание учащимися, попросите их использовать свою учебную ведомость, чтобы прочитать и рассмотреть «Как работает электричество?» интерактивный.Затем они должны ответить на вопросы в своей ученической ведомости.

Задайте студентам эти четыре вопроса, заданные разделом «Тепло, свет и движение» на сайте Технического музея инноваций:

• Тостер, очевидно, преобразует электрическую энергию в тепловую. Но что заставляет тосты всплывать? (Таймер устанавливается большинством тостеров. Наша энергия толкает хлеб в тостер, обычно с пружинами. Эта энергия преобразуется в потенциальную энергию в пружинах. Когда таймер срабатывает, пружины всплывают, в которых потенциальная энергия преобразуется в кинетическая энергия и звук.)
• Большинство автомобилей работают на бензине, но у них также есть аккумуляторы. Какой вид энергии имеет автомобильный аккумулятор? Как вы думаете, какие устройства используются для работы в автомобиле от автомобильного аккумулятора? (Батарея — это химическая энергия. Химическая энергия преобразуется в электрическую, а электрическая энергия — в световую и тепловую энергию для фар и звук для радио.)
• В некоторых духовках для приготовления пищи используется электричество, преобразованное в тепловую. Какую энергию используют неэлектрические духовки и плиты? (Неэлектрические плиты и духовки используют энергию газа, химическую энергию.Затем он превращается в тепло.)
• В какие виды энергии компьютер преобразует электричество? (Свет, звук, движение и тепло.)

Расширения

Урок Science NetLinks «Преобразование энергии» служит отличным введением в этот план урока.

Хорошим продолжением от Science NetLinks является Power Play, в котором студенты исследуют преобразования энергии в процессе создания виртуальных машин.

TESLA for Teachers от PBS предлагает набор из трех уроков по энергии, подходящих для использования в средней школе. Первый вводит потенциальную энергию. Во втором и третьем уроках используются практические методы, чтобы показать, как механическую энергию можно преобразовать в электрическую и наоборот.

Предложите учащимся выяснить, как работают электромобили, перейдя в «Руководство для учащихся по автомобилям, работающим на альтернативном топливе». Это даст им понимание того, как различные виды энергии, помимо химической энергии в виде нефти, могут быть использованы для производства кинетической энергии, необходимой для работы транспортного средства.

Студенты могут узнать об основах электрических цепей из технических тем: Электричество: Цепи.