Elektrina Elektrina - Energia - Technológia - Znalosť planéty - Energia - Technológia - Znalosť planéty
Od Johanna Rüschoff
Keď zapneme baterku na batériu, uvedie sa do pohybu veľa malých častíc. Ste to vy, kto rozsvieti žiarovku. Sú to elektróny, ktoré sa vo baterke pohybujú určitým smerom.
Základný princíp elektrického prúdu
Vnútro baterky si môžeme predstaviť ako okruh: batéria je v jednom bode pripojená káblom k žiarovke vpredu. Odtiaľ vedie ďalší kábel späť k batérii. Elektróny teraz migrujú z jedného bodu na batérii cez kábel a žiarovku do druhého a preteká prúd.
Čo však spôsobuje, že elektróny tak neúnavne blúdia káblom? Ak to chcete urobiť, musíte sa bližšie pozrieť na štruktúru atómu. Jadro atómu je tvorené neutrónmi a kladne nabitými časticami, protónmi.
Škrupina atómu sa skladá zo záporne nabitých častíc, elektrónov, ktoré plávajú okolo jadra. Ak odstránite elektróny z atómu, zostane kladne nabitá častica: katión.
Ale ani elektrón, ani katión nemá rád túto separáciu. Obaja sa neustále snažia vrátiť do pôvodného vyváženého stavu.
Na batérii je teraz bod, kde sa vytvára nedostatok elektrónov: kladný pól. Pre záporný pól platí opak: vzniká nadbytok elektrónov. Elektróny sú preto odrazené od záporného pólu a tlačené k kladnému pólu.
Tečie potok. Princíp, na ktorom je založený elektrický prúd, je schopnosť elektrónov vždy sa usilovať o neutrálny stav. Sila prúdu označuje, koľko častíc sa pohybuje súčasne vodičom, ako je kábel, a meria sa v ampéroch (A).
Elektrina potrebuje napätie
Aby bolo možné prúd zachovať a nezomrel, akonáhle elektróny dosiahnu kladný pól, je potrebné elektróny znova a znova odstraňovať pri kladnom póle. Presne to robí batéria vo baterke pomocou chemických reakcií.
Môžete si to predstaviť, akoby sa v batérii hromadil určitý druh tlaku. Tento tlak je tvorený rozdielom v nábojoch na póloch mínus a plus: napätie. Meria sa vo voltoch (V).
Napätie môže byť tiež prítomné bez prúdenia prúdu. Prúd na druhej strane nemôže prúdiť bez napätia: Iba napätie medzi plusovým a mínusovým pólom uvádza elektróny do pohybu.
Prečo však pohyb elektrónov v určitom smere žiari žiarovku vo baterke? Je to tak preto, lebo jemný drôt v hruške predstavuje bariéru pre elektróny.
Zhromažďujú sa pri „vchode“ do drôtu, ale nakoniec sa musia k nim pretlačiť. Trú sa o seba a vytvárajú teplo. Drôt v žiarovke začne svietiť a stane sa svetlom.
Jednosmerný prúd z batérie, striedavý prúd zo zásuvky
Ak si v obývacej izbe zapneme podlahovú lampu, ktorá je namiesto baterky pripojená k zásuvke, funguje to podobne. A napriek tomu je elektrina zo zásuvky iná.
Elektrický prúd, ktorý generujú batérie napájané zariadenia, napríklad baterka, sa nazýva jednosmerný prúd. Tu sa častice pohybujú vždy rovnakým smerom a migrujú z jedného pólu na druhý.
Pri striedavom prúde zo zásuvky sa elektróny pohybujú iba trochu jedným smerom, potom okamžite opäť druhým smerom. Póly plus a mínus si v zlomku sekundy vymenia svoje funkcie.
Napríklad v našej energetickej sieti sa to deje 50-krát za sekundu. Výhodou striedavého prúdu oproti jednosmernému je, že sa pri prenose stráca menej energie.
Navyše so striedavým prúdom je jednoduchšie transformovať napätie - napríklad zo sietí vysokého napätia na siete nízkeho napätia v domácnostiach.