Električna struja je nešto bez čega je naš život danas nezamisliv i bez čega bi ljudi mogli učiniti prije nekih 150 godina. Sve na čemu se izgrađuje biće suvremenog čovjeka temelji se na struji. Televizori, računala, rasvjeta, hladnjaci i perilice rublja temelje se na fenomenu električne vodljivosti, a zamijeniti ga nečim drugim još nije moguće.
Što je struja i koje su njezine vrste, razmotrit ćemo u ovom članku.
Što je trenutno?
Dakle, električna struja je namjerno kretanje električnih naboja pod utjecajem električnog polja, ili bolje rečeno, ne samih naboja, već njihovih nosača, jer naboji ne mogu postojati sami, bez ikakve materijalne osnove. Jedna pomična nabijena čestica još nije trenutna, ali dvije su već trenutne. Istina, nije jasno na kojoj udaljenosti bi trebali biti jedan od drugog kako bi bili trenutni. Ako se, primjerice, dva elektrona na udaljenosti od jednog kilometra jedan od drugog kreću u istom smjeru istom brzinom, hoće li biti trenutni? Oni jesu, ali ne strujom kondukcije, nego strujom konvekcije.
Po prirodi struje su dvije vrste - konstantne i promjenjive, a mogu teći u vodičima, u poluvodičima, u tekućinama i plinovima, pa čak i u vakuumu.
Glavni parametri struje mogu se nazvati napon i jačina struje, a parametar vodljivog medija je otpor, odnosno vodljivost.
Što je potrebno da struja teče
Minimalni uvjeti za protok električne struje su za svaki medij različiti. Na primjer, za elektrolit je dovoljno da postoji samo potencijalna razlika, dok je za provodljivi električni krug potreban i zatvoreni krug na sebi. U svemiru dvije napunjene čestice mogu jednostavno letjeti, čak i na velikoj udaljenosti jedna od druge, i to će biti struja, jer u definiciji "električne struje" ne postoji kriterij udaljenosti naboja, već je svako usmjereno kretanje nabijenih čestica pod utjecajem električnog polja električna struja.
Pogledajmo što znači pod utjecajem električnog polja. Činjenica je da u prirodi ne postoji izolirano električno polje, jer bilo koje električno polje generira magnetsko polje i obrnuto. Kao rezultat, može postojati samo elektromagnetsko polje, tako da svako elektromagnetsko polje koje ubrzava nabijene čestice automatski stvara električnu struju, čak i ako je njegov izvor bio stalni magnet.
Što je istosmjerna struja?
Izravna struja je tako usmjereno kretanje nabijenih čestica, čiji se parametri s vremenom ne mijenjaju. To jest, ako su jakost struje, napon i otpor električnog kruga konstantni, a također i struja neprekidno teče samo u jednom smjeru, tada je takva struja konstantna.
Da bi jedna jednosmerna struja mogla prolaziti kroz metal, potrebno je da se izvor konstantnog napona zatvori u sebi pomoću vodiča (ovaj metal).
Izravna struja danas se koristi u gotovo cijeloj elektroničkoj opremi, poput računala, mobilnih telefona i općenito, tamo gdje postoje velika napajanja, to su adapteri koji izmjeničnu struju pretvaraju u istosmjernu struju.
Da biste dobili konstantnu struju, možete koristiti kemijski izvor energije, koji se naziva galvanska ćelija, možete koristiti bateriju ili generator direktne struje, koji se danas koristi u tvornicama i na nekim određenim energetskim postrojenjima.Naizmjenična struja
Naizmjeničnu struju u vodičima karakterizira činjenica da mijenja smjer i / ili veličinu struje i napona, a osim toga, to može raditi i periodično, a ne periodično.
AC patentiran Nikola Tesla i od tada je čvrsto ušao u naš život. Sada izmjenična struja teče kroz žice vodova napajanja, kao i kroz naše utičnice, a gotovo svi kućanski električni uređaji rade na izmjeničnu struju. Naizmjeničnu struju možete dobiti pomoću posebnog izvora ili pomoću generatora (stroj koji pretvara pokret u električnu energiju).
Glavne razlike između izmjeničnog i istosmjernog napona
Odgovorimo na pitanje zašto je bilo potrebno stvoriti naizmjeničnu struju, pa, ako bi postojala jednosmerna struja i bilo bi, u tome nije bilo ništa loše. Ali stvar je u tome. Naizmjenična struja bila je potrebna kako bi se stvorio bitno novi način komunikacije, onaj koji još nije bio na Zemlji - bežični način prijenosa informacija iz daljine. Očigledno da golubovi i telegrami s telefonima više nisu mogli zadovoljiti rastuće potrebe civilizacije, a istosmjerna struja nije mogla dopusti da se elektromagnetski valovi šire u prostoru. I to je prva razlika između ove dvije vrste struja.
Naizmjenična struja može uzrokovati širenje elektromagnetskih valova, ali ne izravno. Sve antene postoje zahvaljujući izmjeničnom strujom.
Drugo, pojavilo se potreba za prijenosom električne energije na velike udaljenosti, a pri prijevozu istosmjerne struje pojavili su se veliki indukcijski gubici. Naizmjenična struja značajno smanjuje ove gubitke, a to je druga važna razlika..
Pri prijenosu izmjenične struje žicom gubici su manji nego kod izravnoga prijenosa.
Treće, naizmjenična struja omogućuje da kondenzator i zavojnica akumuliraju naboj, što rezultira time da se čini kao baterija koja ne treba unutra elektrolite. I obične baterije i akumulatori, poput onih koji se nalaze u mobilnim telefonima i prijenosnim računalima, pune se od istosmjerne struje. I ovo je treća razlika.Naizmjenična struja može puniti samo kondenzator i zavojnicu, dok istosmjerna struja može puniti kemijski izvor energije (bateriju).
