Az elektromos áram forrásai
Elektromos áram – hogyan kell létrehozni és fenntartani
A töltött részecskék rendezett mozgását elektromos áramnak nevezzük. Ahhoz, hogy elektromos áramot kapjon egy vezetékben, elektromos mezőt kell létrehoznia benne. Ha egy feltöltött testet vezetékkel csatlakoztatunk a földhöz, akkor a vezetékben rövid távú elektromos áram keletkezik. A vezetékben elektromos mező létrehozásához és fenntartásához használjon elektromos áramforrásokat.
Bármilyen áramforrásnál a pozitív és negatív töltésű részecskék szétválasztása történik. Az elválasztott részecskék a forrás pólusain halmozódnak fel. A pólusok között elektromos mező keletkezik. Ha vezetékkel köti össze őket, akkor a mező a vezetékben keletkezik.
Egy elektromos gépben a töltések szétválasztása mechanikai energia segítségével történik. Ugyanakkor elektromossá válik. A hőelemben a belső energia elektromos energiává alakul. A nukleáris akkumulátorok az atomenergiát elektromos árammá alakítják.
A fotocella a fényenergiát elektromos energiává alakítja. A napelemek fotocellákból állnak.Ott használják, ahol a fényenergia a legkönnyebben elérhető.
A folyók, a szén, az olaj és az atomok energiája az erőművekben elektromos energiává alakul. Az elektromos áram leggyakoribb forrásai a galvánelemek és az akkumulátorok.
Galvanikus cellák
A galvánelem olyan áramforrás, amelyben a kémiai energia elektromos energiává alakul.
Így működik a legegyszerűbb galvánelem.
Az első elektrokémiai cellát Volt találta fel 1799-ben. Egyedi elemekből épített egy akkumulátort, amelyet "voltpólusnak" nevezett. A galvánelemben az elektródáknak szükségszerűen különböző módon kell kölcsönhatásba lépniük az oldattal, ezért az elektródák különböző anyagokból készülnek.
A Volta cellában lévő cinklemez negatív, a rézlemez pedig pozitív töltésű.
És így működik a száraz galvanikus cella. Folyadék helyett sűrű pasztát használ:
Az akkumulátor több elemből állhat:
Az elektromos lámpákban lévő izzók, valamint a különféle egyéb hordozható elektromos készülékek és gyermekjátékok galvanikus cellákkal működnek. Amikor a galvanikus cellában lévő elektródák elhasználódnak, a cellát egy újra cserélik.
Elemek
Az akkumulátorok az elektromos áram kémiai forrásai, amelyekben az elektródák nem fogyasztanak. A legegyszerűbb akkumulátor két ólomlemezből áll, amelyeket kénsav oldatba merítenek.
Egy ilyen akkumulátor még mindig nem szolgáltat áramot. Használat előtt fel kell tölteni. Ehhez csatlakoztassa az akkumulátor pólusait az egyes áramforrások azonos pólusaihoz.
A töltés során az akkumulátoron átfolyó áram megváltoztatja a lemezeinek kémiai összetételét. Az akkumulátor kémiai energiája nő.
Amikor az akkumulátor lemerül, a kémiai energiát elektromos energiává alakítja. A lemerült akkumulátor újratölthető.
Az elemeket különálló akkumulátorokból gyűjtik össze.
A savas (ólom) akkumulátorok mellett alkáli (vas-nikkel) elemeket is használnak.
Nikkelvas akkumulátor:
A nikkel-kadmium és a nikkel-fém-hidrid akkumulátorokat manapság is széles körben használják. Ezüst-cink akkumulátorokat használnak a repülésben és az űrben.Új típusú akkumulátorokat: lítium-ion, lítium-polimert használnak mobiltelefonokban, táblagépekben és egyéb modern hordozható berendezésekben.
Az akkumulátorokat olyan esetekben használják, amikor az elektromos áramforrást jövedelmezőbb újratölteni, mint újakra cserélni. Egy autóban az akkumulátort a motor indítására és különféle eszközök működtetésére használják. Az űrben az akkumulátort napelemek töltik. Lemerült állapotban a rádióadókat és a berendezéseket táplálja.
Lásd még: Elemek. Számítási példák