ENGINEERING AND TECHNOLOGY IN TRANSPORT Diagnostics and repair
| Принципите на алтернативните/възобновяеми енергии обхващат основните принципи и историята на алтернативните енергийни източници. Той подчертава състоянието на промишлеността и държавните енергийни източници като геотермална, вятърна, слънчева, биомаса, горивни клетки и други. Допълнителните теми включват предоставяне на задълбочено обсъждане на технологията Smart Grid, дефиниране и сравняване на алтернативни и традиционни енергии. |
Идентифициране на компонентите на водородната горивна клетка
Идентифицирайте компонентите, открити във водородната горивна клетка, и опишете тяхната функция.
Технологията за водородно гориво има обещаващи приложения в транспортната индустрия. Водородните горивни клетки (HFC) са по-чист и по-ефективен източник на енергия от двигател с вътрешно горене. Автомобилите, задвижвани с HFC, работят при приблизително 40-60% горивна ефективност, което е повече от два пъти по-голяма от 20% ефективност от традиционното превозно средство, задвижващо се с бензин. Този урок обхваща характеристиките на компонентите на водородните горивни клетки и техните функции.
Характеристики на HFC
Водородната горивна клетка е устройство, което произвежда електричество чрез електрохимична реакция между водород и кислород. Една горивна клетка произвежда около 1 волт електричество. Горивните клетки са подредени, за да осигурят необходимата мощност за конкретния товар. Стотици горивни клетки могат да бъдат подредени, за да образуват модул от горивни клетки . Фигура 1 показва опростен чертеж на стек от горивни клетки, доставящ електричество към електрическа крушка. Входовете за горивната клетка са водород и кислород. Когато се използва чист водород, емисиите от горивната клетка са вода и топлина. Това прави водородната горивна клетка по-чист алтернативен източник на гориво от бензиновия двигател.
Фигура 1. Стек от водородни горивни клетки
HFC компоненти и как работят
Има пет различни технологии за горивни клетки. Горивната клетка с протонна обменна мембрана или полимерна електролитна мембрана (PEM) се използва в транспортната индустрия. В РЕМ е поставен между две плочи, на отрицателен анода и положителен катод. Катализатор, обикновено платина, кара електрона на водорода да се отдели от протона. Електронът преминава през проводници към товара на горивната клетка или електрическия двигател. Протонът преминава през мембраната, където се комбинира с кислорода във въздуха, за да образува вода. Тази вода и топлинна енергия излизат от горивната клетка. Фигура 2 илюстрира компонентите на единична водородна горивна клетка, включително PEM, анодни и катодни катализатори и плочи за поток.
Фигура 2. Водородна горивна клетка
Техническа математика – RCL анализ
| Техническа математика – RCL анализ е изследване на математическите умения, необходими в курсовете по електронни технологии. Този курс също така учи как да прилагате алгебра и формули към проблеми за опростяване на мрежата и едновременни уравнения. |
Изчисляване на електрическите неизвестни на верига от DC
Изчислете всички електрически неизвестни на DC верига
Този урок ще ви научи как да изчислите всички електрически неизвестни на DC верига и е продължение на урока „Изчисляване на електрическите неизвестни на DC паралелна верига“. Ще разгледаме трите закона на последователната верига, които ще помогнат да се обясни как работи този тип верига, и закона за напрежението на Кирхоф (KVL), който ще помогне да се обясни спада на напрежението в затворена верига.
Фигура 1. Три нишки за автомобилни крушки в последователна верига
За да се разбере напълно функцията на DC последователна верига, всички електрически неизвестни трябва да бъдат изчислени математически. Последователната верига е пълна верига с повече от един резистивен товар и само един път за протичане на тока (вижте веригата на фигура 1 по-горе). Преди да започнем нашия анализ на тази верига, трябва да разберем символите на нейните фактори. Въз основа на закона на Ом, V е за напрежение (измерено във волтове), R е за съпротивление (измерено в ома и символът е Ω), I е за текущия поток (измерен в ампери), а P е за мощност (измерен в ватове). Вижте придружаващия урок „Прилагане на закона на Ом“ за допълнителни инструкции.
В това автомобилно приложение с три нишки на крушка в последователна верига, напрежението на източника или общото напрежение (V T ) е 12V DC. За да се разбере тази последователна верига с три резистивни елемента, има 12 неизвестни, които трябва да бъдат изчислени математически. Ще използваме индекси, за да помогнем да следим всички елементи на веригата. 12-те елемента на веригата или неизвестни са както следва:
- R T= Общо съпротивление
- I T= Общ токов поток
- V R 1= Спад на напрежението в R 1
- V R 2= Спад на напрежението в R 2
- V R 3= Спад на напрежението в R 3
- I R 1= Токов поток през R 1
- I R 2= Токов поток през R 2
- I R 3= Токов поток през R 3
- P R 1= Мощност, разсейвана от R 1
- P R 2= Мощност, разсейвана от R 2
- P R 3= Мощност, разсеяна от R 3
- P T= Общата мощност, разсеяна във веригата
Трите закона на една последователна верига
Трите закона, които управляват последователната верига са както следва:
Закон № 1 – Общото съпротивление в последователна верига е сборът на отделните съпротивления. Стойностите на съпротивлението на всеки електрически товар се събират.
Закон № 2 – Токовият поток е еднакъв в цялата верига.
Закон № 3 – Сумата от спада на напрежението в последователна верига ще бъде равна на напрежението на източника (общото напрежение).
Закони за напрежението и тока на Кирхоф
Законът за напрежението на Кирхоф (KVL): Прилага се за последователни вериги
Напрежението около всяка затворена верига е равно на сумата (общото напрежение) от спада на напрежението през съпротивленията в затворения контур.
Математиката на този закон се изразява в уравненията по-долу:
∑ ∆V = 0 (Забележка: Гръцката буква Сигма „∑“ означава „сумиране в математиката“ и
Гръцката буква Delta ∆ означава „промяна в“).
V 1+ V 2+ V 3 = 0
V T = V 1+ V 2+ V 3+ . . . + V n
Текущият закон на Кирхоф (KCL): Прилага се за паралелни вериги
Алгебричната сума на всички токове, влизащи и излизащи от възел, трябва да е равна на нула.
Математиката на този закон се изразява в уравнението по-долу:
∑ I In = ∑ I Out = 0
I 1+ I 2+ I 3 – I 4 – I 5 – I 6 = 0
Формули, които трябва да знаете
(Забележка: Тези уравнения са изброени в реда, в който трябва да се използват.)
Общо съпротивление: R T = R 1 + R 2 + R 3 . . .
Мощност, разсейвана през R 1 : P R 1 = I R 1 x R 1
Общ ток: I T = V T / R T , или I T = I R 1 +I R 2 +I R 3 . . .
Мощност, разсейвана през R 2 : P R 2 = I R 2 x R 2
Мощност, разсеяна в R 3 : P R 3 = I R 3 x R 3
Спад на напрежението на R 1 : V R 1 = I R 1 x R 1
Обща мощност: P T = P R 1 +P R 2 +P R 3 . . .
Спад на напрежението на R 2 : V R 1 = I R 2 x R 2
Спад на напрежението на R 3 : V R 3 = I R 3 x R 3
Токов поток през R 1 : I R 1 = V R 1 / R 1
Токов поток през R 2 : I R 2 = V R 2 / R2
Токов поток през R 3 : I R 3 = V R 3 / R 3
Изчисляване на електрическите неизвестни на DC паралелна верига
Изчислете всички електрически неизвестни на DC паралелна верига
Този урок ще ви научи как да изчислите всички електрически неизвестни на DC паралелна верига и е продължение на урока „Изчисляване на електрическите неизвестни на DC последователна верига“. Ще разгледаме трите закона на паралелната верига, които ще помогнат да се обясни как работи този тип верига, и Закона за тока на Кирхоф (KCL), който ще помогне да се обясни протичането на тока в и извън едно кръстовище.
Фигура 1. Четири автомобилни крушки в паралелна верига
За да се разбере напълно функцията на DC паралелна верига, всички електрически неизвестни трябва да бъдат изчислени математически. Паралелната верига е пълна верига, която има повече от един път за протичане на тока. Отделните пътеки, които се разделят и се срещат в точките на кръстовище, се наричат разклонение. Вижте Фигура 1 за изображение на четири автомобилни крушки в паралелна верига. Преди да започнем нашия анализ на тази верига, трябва да разберем символите на нейните фактори. Въз основа на закона на Ом, V е за напрежение (измерено във волтове), R е за съпротивление (измерено в ома и символът е Ω), I е за текущия поток (измерен в ампери), а Pе за мощност (измерена във ватове). Вижте придружаващия урок „Прилагане на закона на Ом“ за допълнителни инструкции.
В това автомобилно приложение с четири нишки на крушка в паралелна верига, напрежението на източника или общото напрежение (V T ) е 12V DC. За да се разбере тази паралелна верига с четири резистивни елемента, има 15 неизвестни, които трябва да бъдат изчислени математически. Ще използваме индекси, за да помогнем да следим всички елементи на веригата. 15-те елемента на веригата или неизвестни са както следва:
- R T= Общо съпротивление
- I T= Общ токов поток
- P T= Обща разсеяна мощност
- V R 1= Спад на напрежението в R 1
- V R 2= Спад на напрежението в R 2
- V R 3= Спад на напрежението в R 3
- V R 4= Спад на напрежението в R 4
- I R 1= Токов поток през R 1
- I R 2= Токов поток през R 2
- I R 3= Токов поток през R 3
- I R 4= Токов поток през R 4
- P R 1= Мощност, разсейвана от R 1
- P R 2= Мощност, разсейвана от R 2
- P R 3= Мощност, разсеяна от R 3
- P R 4= Мощност, разсеяна от R 4
Когато има само два резистора в паралелна верига, можем да изчислим общото съпротивление (R T ) по следния начин:
R 1 x R 2
R T = R 1 + R 2
Трите закона на паралелната верига
Трите закона, които управляват паралелната верига са както следва:
Закон № 1 – Общото съпротивление на паралелна верига винаги е по-малко от това на най-малкото съпротивление във веригата.
Закон № 2 – В паралелна верига напрежението е еднакво във всеки контур.
Закон № 3 – Сумата от отделните токове във всеки контур на паралелна верига ще бъде равна на общия токов поток на тази верига.
Закони за напрежението и тока на Кирхоф
Законът за напрежението на Кирхоф (KVL): Прилага се за последователни вериги
Напрежението около всяка затворена верига е равно на сумата (общото напрежение) от спада на напрежението през съпротивленията в затворения контур.
Математиката на този закон се изразява в уравненията по-долу:
∑ ∆V = 0 (Забележка: Гръцката буква Сигма „∑“ означава „сумиране в математиката“ и Гръцката буква Delta ∆ означава „промяна в“).
V 1+ V 2+ V 3 = 0
V T = V 1+ V 2+ V 3+ . . . + V n
Текущият закон на Кирхоф (KCL): Прилага се за паралелни вериги
Алгебричната сума на всички токове, влизащи и излизащи от възел, трябва да е равна на нула.
Математиката на този закон се изразява в уравнението по-долу:
∑ I In = ∑ I Out = 0
I 1+ I 2+ I 3 – I 4 – I 5 – I 6 = 0
Формули, които трябва да знаете
(Забележка: Тези уравнения са изброени в реда, в който трябва да се използват.)
Общо съпротивление: R T = 1(1 / R 1 +1 / R 2+ 1 / R 3 +1 / R 4 )
Токов поток през R 1 : I R 1 = V R 1 /R 1
Общ ток: I T = V T /R T или I T = I R 1 + I R 2 +I R 3 +I R 4
Токов поток през R 2 : I R 2 = V R 2 / R 2
Токов поток през R 3 : I R 3 = V R 3 / R 3
Обща мощност: P T = P R 1 +P R 2 +P R 3 +P R 4 . . .
Токов поток през R 4 : I R 4 = V R 4 / R 4
Спад на напрежението на R 1 : V R 1 = I R 1 x R 1
Токов поток през R 4 : I R 4 = V R 4 / R 4
Спад на напрежението на R 2 : V R 2 = I R 2 x R 2
Мощност, разсейвана през R 1 : P R 1 = I R 1 x R 1
Спад на напрежението на R 3 : V R 3 = I R 3 x R 3
Мощност, разсейвана през R 2 : P R 2 = I R 2 x R 2
Спад на напрежението на R 4: V R 4 = I R 4 x R 4
Мощност, разсеяна в R 3 : P R 3 = I R 3 x R 3
Мощност, разсейвана в R 4 : P R 4 = I R 4 x R 4
R T = V T /I T
R T =(R 1 x R 2 )/(R 1 + R 2 )