Извори електричне струје

Да би се појавила електрична струја треба да постоји електрично поље (разлика потенцијала) услед којег електрони започињу усмерено кретање дуж проводника.

Електрична струја тече док год се потенцијали не изједначе. Да би струја трајно протицала потребно је да се одржава стална разлика потенцијала. Уређаји помоћу којих се то постиже су извори електричне струје

До краја 18. века знало се само за електрицитет произведен трењем и електростатичком индукцијом.

Италијански лекар Луиђи Галвани – приметио приликом секцирања жаба да се њихови батаци трзају при истовременог додира са два различита метала. Галвани објашњава да су нерви и мишићи услед животног процеса разноврсно наелектрисани, па кроз жицу којом их додирује настаје пражњење ‘’животињског електрицитета’’.

Алесандро Волта је приметио да између плочица различитих метала, потопљених у раствор сумпорне киселине постоји одређена потенцијална разлика (напон). Кад се те плочице повежу проводником кроз њега протиче електрична струја.

20% раствор сумпорне киселине (H₂SO₄)
цинк се раствара и његови атоми одлазе у раствор, остављајући по два електрона на плочи
цинкана плоча се наелектрише негативно
бакарна плоча се раствара спорије, па је зато она позитивно наелектрисана у односу на цинкану
разлика потенцијала (напон) износи око 1 волт
напон између прикључака Волтиног елемента – полова
струја брзо слаби јер се бакарна плоча покрива мехурићима водоника – поларизација елемента
због тога Волтин елемент није имао практичну примену

Волтин елемент – први хемијски извор електричне струје.

Електрични извори претварају друге врсте енергије у електричну енергију.

Код хемијских извора струје електрична струја се добија на рачун хемијске реакције.

У изворима електричне струје настаје раздвајање позитивних и негативних наелектрисања и усмеравање њиховог кретања. Раздвојене наелектрисане честице долазе на одређене делове извора који се називају полови извора струје. Код сваког извора једносмерне електричне струје постоје два пола – позитивни (+) и негативни (-).

Раздвајање наелектрисања се врши хемијским или топлотним процесима, деловањем магнетног поља или светлости, неким механичким кретањем …

Раздвајање наелектрисаних честица у изворима електричне струје врши под дејством спољашње (стране) силе. Ова сила врши рад који омогућава кретање наелектрисаних честица кроз електрични извор, чиме се одржава одређена разлика потенцијала између полова извора.

Основна карактеристика сваког извора електричне струје је електромоторна сила. Обележава се грчким словом епсилон ( $\epsilon$ ).

$\epsilon=\frac{A}{q}$

Електромоторна сила датог електричног извора бројно је једнака раду који је потребан за преношење јединичног наелектрисања са једног на други пол унутар извора.

Јединица за електромоторну силу је волт (V), исто као и за потенцијал и напон.

Извор електричне струје, потрошач и прекидач, међусобно повезани проводницима чине коло електричне струје или електрично коло.

Цртежи на којима се помоћу симбола представљају електрични уређаји називају се електричне шеме.

Симбол извора једносмерне електричне струје:

Шема струјног кола:

Када се прекидач затвори омогућено је кретање електрона кроз коло, па се онда каже да кроз коло тече електрична струја.

Смер протицања струје:

технички смер – од позитивног ка негативном полу електричног извора (супротно од кретања електрона)
физички смер струје – поклапа се са смером кретања електрона (од негативног ка позитивном полу електричног извора)

Унутрашње и спољашње коло – смер кретања наелектрисаних честица:

унутрашње – кретање позитивних и негативних јона ( позитивни ка + а негативни ка – полу)
спољашње – од негативног ка позитивном – кретање електрона

Брзина протицања електричне струје:

електрична струја настаје практично истог тренутка када се коло затвори
брзина кретања слободних електрона свега неколико милиметара у секунди
треба разликовати брзину успостављања електричног поља од брзине кретања носиоца наелектрисања

Додатак: