Електрицитет и електрична енергија

Електрицитет и електрична енергија

.

Најпогоднији облик енергија за коришћење је електрична енергија. Најпогоднија је зато јер се лако може транспортовати преко проводника на свако жељено место. Такође, лако се мења у друге облике енергије, укључујући светлост, топлоту, звук и кретање. Основу електричне енергије чини електрицитет. Да се подсетимо из физике о појму електрицитета и електричне енергије.

Шта је електрицитет?

Када протрљамо пластични чешаљ, на врховима иглица чешља ствара статички електрицитет и он може да привуче веома лаке предмете, као што су комадићи папира.

Електрицититом називамо кретање или струјање сићушних честица атома – електрона, који су негативно наелектрисане честице. Електрони се крећу око језгра атома, али ако електрон прими довољно енергије, може да “прескочи” са свог атома на други атом, где ће један електрон такође “прескочити” на следећи атом, и тако даље. Ово кретање електрона представља кретање енергије. Билиони електрона се крећу у истом смеру са атома на атом и изазивају ток електричне струје.

Струјање електрицитета - електрична струја је кретање милиона електрона, којипрескачу са атома на атом проводника – обично је то бакарни, или алуминијумски проводник.

Када тече електрична струја?

Електрична струја тече само када постоји затворено струјно коло, од њеног извора до потрошача и када је на извору постоји напон (потенцијална разлика). На пример  затворено струјно коло чине батерија, проводник који спаја један пол батерије са сијалицом, сијалица и проводник који спаја сијалицу са другим полом батерије која представља извор енергије и обезбеђује напон од 4,5 V.

Како ради батерија?

Батерија претвара хемијску енергију у електричну остварујући одређени напон. Везе између атома у хемијским супстанцама садрже енергију. Када се ове везе раскину у хемијским реакцијама, њихова енергија прелази на електроне и они почињу да се крећу. Овај процес се дешава у батерији, али само онда када електрони имају куда да се крећу, односно када се батерија веже у затворено струјно коло. Типична батерија садржи два контакта или електроде: позитивну аноду и негативну катоду, са хемијском супстанцом између њих названом електролит.  Хемијска реакција између електролита и електрода проузрукује ток
електричне струје.

Аутомобили и камиони користе једну врсту батерије која се зове акумулатор (обично 12 или 24 V).

Наведени примери односе се на једносмерну струју, тј. на коришћење извора енергије који обезбеђује стални напон и поларитет ( U = const , један пол је позитиван „+“, а други негативан „−“ ). Овај облик електричне енергије својом природом је безопасан за живе организме, али је ограничених могућности за коришћење. Претежно се у индустрији и домаћинствима користи електрична енергија код које струја тече наизменично –наизменична струја (струја мења смер 50 пута у секунди) и код које је напон потенцијала 220/380 V. Овај облик електричне енергије због свог карактера је опасан за жива бића. Зато се користи опрезно и уз све мере заштите.

Да ли све супстанце проводе електрицитет?

Само одређене супстанце проводе електрицитет и  називају се проводници. Многи метали, нарочито сребро и злато, одлично проводе електрицитет. Електрични проводници обично имају језгро од метала који служи као проводник, а око њега је омотач од пластике који служи као изолатор од околине. Многе друге супстанце не проводе електрицитет. Уместо тога, оне поседују високу отпорност и називају сеизолатори. У изолаторе спадају дрво, стакло, пластика, папир, глина, керамика и др. Керамички дискови се често наређају око проводника кроз које тече електрична струја веома високог напона, и имају функцију изолатора, тј. да спрече “цурење” електрицитета у земљу. Ипак, уколико је напон сувише висок (пола милиона волти и више) и ако има влаге у околном ваздуху (вода је добар проводник електрицитета), електрицитет може у виду муње прескочити  до земље.

Мерење електрицитета

Електрицитет се мери на различите начине специјалним јединицама:

• Ампер (А) је јединица за меру јачине струје, односно квантитет електричне струје.
• Волт (V) је мера за напон, односно електромоторну силу (силу електрицитета). Основна вредност напона струје у свакодневној употреби се разликује од државе до државе. Код нас и у Енглеској, нпр., је 220 V, у Француској и САД је 110 V.
• Ом (Ω) је јединица отпора струјању електрицитета (један метар дужине доброг проводника, као што је бакарна жица, има отпорност мању од једног ома, док добар изолатор исте дужине, као што је дрво, може имати отпорност од више милиона ома).
• Ват (W) је јединица за снагу, што у науци одговара количини енергије која је у јединици времена прешла из једног облика у други. Снага од 1W је промена енергије од 1Ј по секунди ( 1J = 1W/1s = 1N x 1m/1s). Ват може бити коришћен као мера за снагу било ког облика енергије, не само електричне.

Шта је мултиметар?

Уређај звани мултиметар може да мери волте, ампере, оме и друге електричне величине. Он је најважнији део опреме електричара и електро инжињера.

Колико дуго ради апарат за један сат?

За исту количину енергије, различити уређаји ће радити различито време. Tако нпр. енергију од 1 kW h потрошиће:

• Мала електрична грејалица снаге од 1 kW: за 1 сат;
• Проточни бојлер: 10-15 мин;
• Фен за сушење косе на максимуму: 1-1,5 сати;
• Машина за прање рубља: 2 сата;
• Замрзивач: 3 сата;
• Стандардни телевизор: 3-5 сати;
• Сијалица од 100 вати: 10 сати;
• Електрични бријач: 70 сати.

.

Погледај занимљиве чланке:   Шта је електрична јегуља?