Sähkövirran lähteet

Sähkövirta – miten se luodaan ja ylläpidetään

Varautuneiden hiukkasten säännöllistä liikettä kutsutaan sähkövirraksi. Saadaksesi sähkövirran johtoon, sinun on luotava siihen sähkökenttä. Jos varautunut kappale on kytketty johdolla maahan, johdossa tapahtuu lyhytaikainen sähkövirta. Sähkökentän saamiseksi ja ylläpitämiseksi johdossa käytä sähkövirran lähteitä.

Kaikissa virtalähteissä tehdään työtä positiivisesti ja negatiivisesti varautuneiden hiukkasten erottamiseksi. Erotetut hiukkaset kerääntyvät lähteen napoihin. Napojen väliin syntyy sähkökenttä. Jos yhdistät ne johdolla, kenttä syntyy johdossa.

Sähkökoneessa varausten erottaminen tapahtuu mekaanisen energian avulla. Samalla se muuttuu sähköiseksi. Termoparissa sisäinen energia muunnetaan sähköenergiaksi. Ydinakut muuttavat atomienergian sähköksi.

Valokenno muuttaa valoenergian sähköenergiaksi. Aurinkokennot koostuvat valokennoista.Niitä käytetään siellä, missä valoenergiaa on helpoimmin saatavilla.

Jokien, hiilen, öljyn ja atomien energia muunnetaan sähköenergiaksi voimalaitoksissa. Yleisimmät sähkövirran lähteet ovat galvaaniset kennot ja akut.

Galvaaniset kennot

Galvaaninen kenno on virtalähde, jossa kemiallinen energia muunnetaan sähköenergiaksi.

Näin yksinkertaisin galvaaninen kenno toimii.

Ensimmäisen sähkökemiallisen kennon keksi Volt vuonna 1799. Hän rakensi yksittäisistä elementeistä akun, jota hän kutsui "volttinapaksi". Galvaanisessa kennossa elektrodien on välttämättä oltava vuorovaikutuksessa liuoksen kanssa eri tavoin, minkä vuoksi elektrodit on valmistettu eri materiaaleista.

Volta-kennon sinkkilevy on varautunut negatiivisesti ja kuparilevy positiivisesti.

Ja näin toimii kuiva galvaaninen kenno. Nesteen sijaan se käyttää paksua tahnaa:

Akku voi koostua useista osista:

Sähkölamppujen hehkulamput sekä monet muut kannettavat sähkölaitteet ja lasten lelut saavat virtansa galvaanisista kennoista. Kun galvaanisen kennon elektrodit on käytetty loppuun, kenno vaihdetaan uuteen.

Paristot

Akut ovat kemiallisia sähkövirran lähteitä, joissa elektrodit eivät kuluta. Yksinkertaisin akku koostuu kahdesta lyijylevystä, jotka on upotettu rikkihappoliuokseen.

Tällainen akku ei edelleenkään syötä virtaa. Se on ladattava ennen käyttöä. Voit tehdä tämän yhdistämällä akun navat kunkin virtalähteen samoihin napoihin.

Latauksen aikana akun läpi kulkeva virta muuttaa sen levyjen kemiallista koostumusta. Akun kemiallinen energia kasvaa.

Kun akku purkautuu, se muuttaa kemiallisen energian sähköenergiaksi. Tyhjentynyt akku voidaan ladata uudelleen.

Paristot kerätään erillisistä akuista.

Happo- (lyijyakkujen) lisäksi käytetään alkaliparistoja (rauta-nikkeli) paristoja.

Nikkelirauta-akku:

Nikkeli-kadmium- ja nikkeli-metallihydridi-akkuja käytetään myös laajalti nykyään. Hopeasinkkiakkuja käytetään ilmailussa ja avaruudessa Uuden tyyppisiä akkuja: litiumioniakkuja, litiumpolymeeriakkuja käytetään matkapuhelimissa, tableteissa ja muissa nykyaikaisissa kannettavissa laitteissa.

Akkuja käytetään tapauksissa, joissa sähkövirran lähde on kannattavampaa ladata kuin vaihtaa uuteen. Autossa akkua käytetään moottorin käynnistämiseen ja erilaisten laitteiden ohjaamiseen. Avaruudessa akkua ladataan aurinkopaneeleilla. Purkaessaan se antaa virtaa radiolähettimille ja laitteille.

Katso myös: Paristot. Laskuesimerkkejä