Електроенергія Електроенергія - Енергія - Технологія - Знання про планету - Енергія - Технологія - Знання про планету
Від Йоганни Рюшофф
Коли ми вмикаємо ліхтарик від батареї, багато дрібних частинок приводиться в рух. Це ти запалюєш лампочку. Вони є електронами, які рухаються в певному напрямку в ліхтарику.
Основний принцип електричного струму
Всередині ліхтарика можна уявити схему: батарея підключена в одній точці кабелем до лампочки спереду. Звідти ще один кабель веде назад до батареї. Тепер електрони мігрують з однієї точки на батареї через кабель і лампочку в іншу, і струм тече.
Але що змушує електрони так невтомно рухатися по кабелю? Для цього потрібно уважніше розглянути структуру атома. Ядро атома складається з нейтронів і позитивно заряджених частинок - протонів.
Оболонка атома складається з негативно заряджених частинок - електронів, які плавають навколо ядра. Якщо видалити з атома електрони, залишається позитивно заряджена частинка: катіон.
Але ні електрону, ні катіону це поділ не подобається. Обидва постійно намагаються повернутися до свого первісного, збалансованого стану.
Зараз на батареї є точка, де створюється дефіцит електронів: позитивний полюс. Для негативного полюса стосується навпаки: утворюється надлишок електронів. Отже, електрони відштовхуються на негативному полюсі і підштовхуються до позитивного полюса.
Тече струмок. Принципом, на якому базується електричний струм, є здатність електронів завжди прагнути до нейтрального стану. Сила струму вказує, скільки частинок рухається одночасно через провідник, такий як кабель, і вимірюється в амперах (А).
Електроенергія потребує напруги
Так що поточний потік можна підтримувати і не вмирати, як тільки електрони досягають позитивного полюса, електрони доводиться знову і знову видаляти на позитивному полюсі. Саме це робить акумулятор у ліхтарику за допомогою хімічних реакцій.
Ви можете думати про це так, ніби в батареї накопичується якийсь тиск. Цей тиск створюється різницею зарядів на мінусовому і плюсовому полюсах: напрузі. Вимірюється у вольтах (В).
Напруга також може бути присутня без протікання струму. З іншого боку, струм не може протікати без напруги: лише напруга між плюсом і мінусом полюса приводить електрони в рух.
Але чому рух електронів у певному напрямку змушує лампочку у ліхтарику світитись? Це тому, що тонкий дріт у груші є бар’єром для електронів.
Вони накопичуються біля «входу» до дроту, але з часом їм доводиться просовуватися. Вони натираються один про одного і виробляють тепло. Дріт у лампочці починає світитися, і він стає легким.
Постійний струм від акумулятора, змінний струм від розетки
Якщо ми увімкнемо в нашій вітальні торшер, який замість ліхтарика підключений до розетки, він працює подібним чином. І все-таки електрика з розетки відрізняється.
Електричний струм, який генерується такими пристроями, що працюють від батареї, такими як ліхтарик, називається постійним струмом. Тут частинки завжди рухаються в одному напрямку і мігрують від одного полюса до іншого.
Зі змінним струмом від розетки електрони рухаються лише трохи в одному напрямку, а потім негайно знову в іншому напрямку. Полюси плюса і мінусу поміняють місцями свої функції за частку секунди.
Наприклад, у нашій електромережі це відбувається 50 разів на секунду. Перевага змінного струму над постійним полягає в тому, що під час передачі втрачається менше енергії.
Крім того, із змінним струмом легше трансформувати напруги - наприклад, від високовольтних до низьковольтних мереж у домашніх господарствах.