Izvori električne struje

Električna struja - kako je stvoriti i održavati

Uredno kretanje nabijenih čestica naziva se električna struja. Da biste dobili električnu struju u žici, morate u njoj stvoriti električno polje. Ako je nabijeno tijelo spojeno žicom sa zemljom, tada se u žici javlja kratkotrajna električna struja. Za dobivanje i održavanje električnog polja u žici upotrijebite izvore električne struje.

U svakom izvoru struje radi se na odvajanju pozitivno i negativno nabijenih čestica. Odvojene čestice nakupljaju se na polovima izvora. Između polova stvara se električno polje. Ako ih spojite žicom, polje nastaje u žici.

U električnom stroju odvajanje naboja se vrši uz pomoć mehaničke energije. Istodobno postaje električna. U termoparu se unutarnja energija pretvara u električnu energiju. Nuklearne baterije pretvaraju atomsku energiju u električnu.

Fotoćelija pretvara svjetlosnu energiju u električnu. Solarne ćelije se sastoje od fotoćelija.Koriste se tamo gdje je svjetlosna energija najdostupnija.

Energija rijeka, ugljena, nafte i atoma pretvara se u električnu energiju u elektranama. Najčešći izvori električne struje su galvanski članci i baterije.

Galvanske ćelije

Galvanski članak je izvor struje u kojem se kemijska energija pretvara u električnu.

Tako radi najjednostavniji galvanski članak.

Prvu elektrokemijsku ćeliju izumio je Volt 1799. Od pojedinačnih elemenata konstruirao je bateriju koju je nazvao "voltov stup". U galvanskoj ćeliji, elektrode moraju nužno djelovati s otopinom na različite načine, zbog čega su elektrode izrađene od različitih materijala.

Cinkova ploča u Voltinoj ćeliji negativno je nabijena, a bakrena pozitivno.

A ovako radi suha galvanska ćelija. Umjesto tekućine, koristi gustu pastu:

Baterija se može sastojati od nekoliko elemenata:

Žarulje u električnim svjetiljkama, kao i razni drugi prijenosni električni uređaji i dječje igračke, napajaju se galvanskim člancima. Kada se elektrode u galvanskom članku potroše, članak se zamjenjuje novim.

Baterije

Baterije su kemijski izvori električne struje u kojima se elektrode ne troše. Najjednostavnija baterija sastoji se od dvije olovne ploče uronjene u otopinu sumporne kiseline.

Takva baterija još uvijek ne daje struju. Mora se napuniti prije upotrebe. Da biste to učinili, spojite polove baterije na iste polove svakog izvora struje.

Struja koja teče kroz bateriju tijekom punjenja mijenja kemijski sastav njezinih ploča. Povećava se kemijska energija baterije.

Kada se baterija isprazni, ona pretvara kemijsku energiju u električnu. Ispražnjena baterija se može ponovno napuniti.

Baterije se prikupljaju iz zasebnih baterija.

Osim kiselinskih (olovnih) baterija koriste se i alkalne (željezo-nikl) baterije.

Nikal željezna baterija:

Nikal-kadmijeve i nikal-metal-hidridne baterije također su danas u širokoj upotrebi. Srebrno-cinkove baterije koriste se u zrakoplovstvu i svemiru.Novi tipovi baterija: litij-ionske, litij-polimerske koriste se u mobilnim telefonima, tabletima i drugoj modernoj prijenosnoj opremi.

Baterije se koriste u slučajevima kada je izvor električne struje isplativije ponovno napuniti nego zamijeniti novim. U automobilu se baterija koristi za pokretanje motora i rad raznih uređaja. U svemiru se baterija puni preko solarnih panela. Kada je ispražnjen, napaja radio odašiljače i opremu.

Vidi također: Baterije. Primjeri proračuna