Tõlkisin ühe jupikese ära, rohkem ei viitsinud hetkel. Isikliku asjalikkusega ka just ei hiilga, nii et laske kriitikal tulla:
Kood:
1. õppetund
Kuidas oleks väikese aruteluga elektriteooriast? Selle teema lõpuks peaks olema igaüks olema võimeline maailmale seletama, miks nendest asjadest kasu pole, toetudes Ohmi seadusele. Eelduseks muidugi Ohmi seaduse tunnistamine. Võtame asja rahulikult, väikeste sammudega. Alustame lihtsa arvutusega. Oletame, et meil on takisti väärtusega 0.017 oomi (17 millioomi). See peaks olema võrreldav suure kondensaatori sisetakistusega.
Tõsi, on mõõdetud ka suuremaid väärtusi, kuid lepime esialgu sellega. Vastavalt Ohmi seadusele, mitu volti langeb pinge, kui vool tugevusega 100 amprit läbib takistust 0.017 oomi? Kui palju siis, kui tõsta voolutugevus 300A peale? Enne jätkamist tuleks leida vastused neile küsimustele. Kui siis ühist vastust ei leia, pole lootustki kuhugi jõuda.
2. õppetund
Et asjadest õigesti aru saada, tuleks kõik etapid läbi mõelda. Õppetunde on kokku üheksa. Eelmise õppetunni selgituseks mainiks ära, mis on sisetakistus. Igal elektriseadmel on sisetakistus - makil, võimendil, inverteril, akul ja ka kondensaatoril. Kõik nad on vooluringis kujutatavad takistitena, mille väärtus ongi sisetakistus. Ülijuhid (sisetakistus puudub) on materjalidena seni veel liiga kallid ja ebastabiilsed, et laialdast kasutust leida.
Ja nüüd kodune ülesanne. Eelmise tunni õigeks vastuseks on, et 100A vool kaotab 0.017 oomi läbides 1.7V. Ja kui voolu tugevus on 300A, on kadu 5.1V.
Oletame, et meil on maailma suurim kondensaator lõpmatu mahutavusega, mis on valmistatud värskelt avastatud materjalist, mille nimeks on poleolemas. Tegu on ülijuhiga, mistõttu tema sisetakistus on null. Laeme kondensaatori pingega 14.2V ja paigaldame ühte otsa 0.017 oomise takisti. Küsimus: kui lisame koormuse 100A, kui suur pinge on takisti otstel? Kui suur siis, kui tõsta koormus 300A peale?
3. õppetund
Nüüd, kus sisetakistuse olemus ja mõju vooluringile peaks selge olema, liigume edasi järgmise teema juurde. Kui ei maksa unustada, et sisetakistus on väga oluline osa kondensaatorite kohta tõe otsimisel ning me tuleme selle juurde veel tagasi. Seekord vaatame üle kontseptsioonid kondensaatori mahutavuse asjus. Seda on mujal varemgi arutatud, kuid ei tee paha see üle korrata. Ehk õnnestub ka pisut lihtsustada.
Elektroonikas mõõdetakse võimsust vattides (W). Võimsus näitab, kui palju tööd on seade võimeline tegema. Kuid võimsus ei ütle, kui kaua see töö kestab. Lisades vatile ajafaktori, saame ühiku nimega džaul (J) - W/s. Üks J energiat tähendab võimet anda välja võimsust 1W ühe sekundi jooksul. 10J võimaldab 1W 10 sekundiks või 10W üheks sekundiks või 100W kümnendiksekundis ja nii edasi.
Valem leidmaks, mitu džauli energiat kondensaatorisse mahub, on väga lihtne. Võtame poole kondensaatori väärtusest faradites (F) ja korrutame selle pinge ruuduga. Näiteks 1F kondensaator laetuna 14V annab 0.5F x (14V x 14V) = 98J. 20F kondensaator 14V juures mahutab 10F x (14V x 14V) = 1960J.
See on väga oluline mõistmaks energia salvestamist. Kondensaator säilitab elektrit.
Akud mitte. Akudel on võime toota elektrit keemiliste reaktsioonide tulemusena. Kondensaatorid salvestavad elektrone elektrostaatilise laenguna. Järgmise kahe õppetunni jooksul saab selgeks, miks see oluline on.
Aga esmalt kodune töö: seekord mõtlemisülesanne. Me teame, et džaul on vatt korda sekund. Kui aku mahutavus on 65 ampertundi (Ah), tähendab see, et ta suudab tund aega anda välja 65A voolu. Küsimus on, mitu džauli see teeb?
4. õppetund
Päriselus langeb aku väljundpinge pidevalt. Meie ülesande aku on laetuna 12.2V. Pärast tundi aega 65A andmist on see kusagil 10V peal. Võttes keskmiseks 11V, saame vastuseks 2 574 000 džauli. Seda on päris palju. See ei võta akut päris tühjaks, kuid ega sinna suurt midagi alles ka ei jäänud. Siit tuleneb väga oluline asjaolu - aku on 10V pingeni jõudes peaaegu täiesti tühi.