Kai apverčiame šviesos jungiklį ar prijungiame prietaisą, atrodo, kad aplink mus paslaptingu būdu atsiranda elektra. Tačiau pagrindiniai elektros srovės principai nėra sudėtingi. Susipažinę su pagrindiniais terminais ir sąvokomis, galime suprasti elektros srautą. Šiame straipsnyje bus pristatyti pagrindiniai elektros srovės principai ir panaudota analogija su vandens srautu, kad geriau suprastume procesą.
Elektros srovės generavimas
Kai prijungiate maitinimo šaltinį, pvz., akumuliatorių, prie grandinės, ji sukuria jėgą, vadinamą įtampa. Dėl šios įtampos elektronai (smulkios dalelės su neigiamu krūviu) pradeda judėti. Elektronai juda iš aukštesnės įtampos sričių (teigiamas gnybtas) į žemesnės įtampos sritis (neigiamas gnybtas).
Kai elektronai juda, jie praeina per laidininkus, tokius kaip metalai, ir sąveikauja su esančiais atomais. Tarp atomų elektronai šokinėja ir užpildo tarpus tarp jų. Šis procesas yra tarsi karštų bulvių žaidimas, kai elektronai šokinėja nuo vieno atomo prie kito.
Šių elektronų judėjimas sudaro elektros srovę, kuri yra elektronų srautas. Matuojame elektros srovės dydį amperais (A). Paprastai srovė teka iš teigiamo gnybto į neigiamą gnybtą.
Todėl elektros srovė susidaro, kai elektronai dėl įtampos verčiami judėti grandinėje. Šis judėjimas sukuria nuolatinį elektronų srautą, vadinamą elektros srove. Elektros srovė leidžia perduoti energiją ir maitina elektroninius įrenginius grandinėje.
Elektros srovių tipai
Du pagrindiniai elektros srovės tipai yra nuolatinė srovė (DC) ir kintamoji srovė (AC).
Nuolatinė srovė yra nuolatinis krūvių srautas viena kryptimi. Nuolatinės srovės grandinėje krūviai juda tik viena kryptimi, o srovė išlieka pastovi jos kryptimi. DC dažniausiai naudojama baterijomis maitinamuose įrenginiuose ir konkrečiose elektroninėse grandinėse.
Kintamoji srovė yra periodiškas pirmyn ir atgal įkrovų srautas tarp dviejų krypčių. Kintamosios srovės grandinėje srovės kryptis periodiškai keičiasi laikui bėgant. Kintamoji srovė yra labiausiai paplitusi kasdieniame gyvenime naudojama srovė, kurią generuoja elektrinės ir kuri per elektros tinklą perduodama į mūsų namus ir pramonės įrangą. Kintamosios srovės dažnis paprastai matuojamas hercais (Hz), pvz., standartinis 50 arba 60 Hz dažnis buitiniam maitinimo šaltiniui.
Nuolatinės ir kintamosios srovės srovių pritaikymas ir charakteristikos skiriasi. Pavyzdžiui, nuolatinės srovės energijos nuostoliai yra mažesni, kai perduodami dideliais atstumais, o kintamoji srovė leidžia patogiai konvertuoti įtampą per transformatorius. Skirtingiems įrenginiams ir grandinėms gali prireikti tam tikrų tipų srovės, kad atitiktų jų reikalavimus.
Įtampa
Įtampa, taip pat žinoma kaip elektrovaros jėga, reiškia elektronų slėgį arba stūmimą sistemoje, panašų į vandens slėgį vamzdžiuose. Standartinėje buitinėje elektros grandinėje įtampa paprastai reiškia potencialų skirtumą, kurį suteikia maitinimo šaltinis, skirtas srovės srautui grandinėje.
Daugumoje šalių standartinė buitinių grandinių įtampa yra maždaug 120 voltų (faktinė įtampa svyruoja nuo maždaug 115 iki 125 voltų) arba 240 voltų (faktinis diapazonas apie 230–250 voltų). Paprastai dauguma šviestuvų, lizdų ir smulkių buitinių prietaisų veikia naudojant 120-voltų grandinę, o didesni prietaisai, tokie kaip džiovintuvai, viryklės ir oro kondicionieriai, dažniausiai naudoja 240-voltų grandines.
Atsparumas: Omas yra vienetas, naudojamas matuoti varžą, su kuria susiduria elektronų srautas per laidžią medžiagą. Didesnė varža trukdo srovei tekėti. Dėl pasipriešinimo grandinėje susidaro tam tikras šilumos kiekis dėl susidūrimų tarp elektronų ir medžiagos.
Atsparumas
Atsparumas matuojamas omais ir parodo priešpriešą, su kuria susiduria elektronų srautas per laidžią medžiagą. Didesnė varža trukdo srovei tekėti. Dėl pasipriešinimo grandinėje susidaro šiluma dėl susidūrimų tarp elektronų ir medžiagos. Pavyzdžiui, plaukų džiovintuvas gamina karštą orą dėl pasipriešinimo jo vidinėje grandinėje, kuri generuoja šilumą, kai srovė teka per varžą. Panašiai, plona viela kaitrinėje lemputėje pasižymi atsparumu, todėl laidas įkaista ir skleidžia šviesą, kai per jį teka srovė.
Apibendrinant
Suprasdami elektros srovės generavimą, generatorių vaidmenį, elektros srovės tipus, įtampą ir potencialų skirtumą, galime geriau suprasti elektros prigimtį ir pritaikymą. Kasdieniame gyvenime galime efektyviau naudoti elektros energiją ir prisidėti prie tvaraus vystymosi. Elektros mokslo principai ir technologinė pažanga ir toliau skatins žmonijos pažangą ir kurs geresnę ateitį.
