Kako električna struja protječe žicom – Protok električne struje

Kako se definira električna struja?

Danas je nemoguće zamisliti život bez električne struje. Pogledamo li oko sebe, vidimo razne uređaje kojima je za rad potrebna električna energija. Kao sinonim za dobrobit, predstavlja osnovni izvor energije, a o njemu ovisi tehnološki razvoj, rad rasvjetnih uređaja, grijanje i hlađenje, rad računala, interneta, kućanskih aparata, industrijskih strojeva. U mnogim područjima života trajni prekidi napajanja mogu uzrokovati ozbiljne poremećaje. Ono što nazivamo električnom strujom koncept je koji definira kretanje električnih naboja, koji se također nazivaju ionima ili elektronima. Kaže se da je električna struja kontinuirana kada se kretanje nositelja naboja koji čine struju uvijek događa na isti način. Kada je smjer kretanja nositelja naboja promjenjiv, električna struja se naziva izmjenična. Za istosmjernu struju je poznato da teče samo u jednom smjeru. Ovu vrstu struje osiguravaju baterije koje se koriste u baterijskim svjetiljkama, automobilskim baterijama itd. Izmjeničnu struju karakterizira činjenica da povremeno mijenja polaritet i koristi se za pokretanje kućanskih aparata kao što su televizori, računala, klima uređaji itd.

Kako električna struja teče kroz žicu

Električni vodiči (kabel, žica) podržavaju jakost električne struje izraženu u amperima. Kada je riječ o električnim uređajima, oni se dijele prema jakosti struje. Amper, označen s A, jedinica je električne struje. Ime je dobio u čast Andrê-Marie Ampèrea, francuskog fizičara i matematičara. Da bismo razumjeli kako električna struja teče kroz žicu, trebamo zamisliti vodljivi materijal i njegov presjek kao primjer. Kada teče kroz vodič, elektroni će proći kroz taj presjek, dok je količina ukupnog naboja koji prođe u jednoj sekundi veličina električne struje. To je protok električnih naboja kroz vodič. U slučaju metalnih vodiča (na primjer, bakrene žice), električna struja sastoji se od protoka elektrona. Nastaje kretanjem pozitivnih i negativnih elektrona unutar vodljivog materijala i njihovom interakcijom s atomima tog materijala. Električne komponente koje pružaju otpor struji nazivaju se otpornici. Svi materijali predstavljaju neku suprotnost protoku električne struje, a neki ometaju protok više od drugih. Elektroni u metalima se kreću s određenom lakoćom, a materijali koji su izolatori imaju veliki otpor protoku elektrona.

Kako se električna struja prenosi do potrošača

Kabeli kroz koje prolazi električna struja uvijek su prekriveni plastikom, pokrivanje vodljivog kabela dielektričnim materijalom doprinosi zadržavanju protoka struje, tako da se to događa samo unutar vodiča. Takvi materijali nazivaju se dielektrici. Poznato je da su struja i otpor obrnuto povezani. Naime, kad jedna raste, druga se smanjuje i obrnuto. Električna energija se lako prenosi žicama i dalekovodima koji pokrivaju velika područja i dopiru do stanovništva. Nakon što se energija pretvori u električnu, ona se preko potpornih tornjeva šalje u trafostanice gdje se regulira njen napon. Zatim, kada su napon i snaga električne energije već regulirani, trafostanice šalju daljnju struju u domove. Električnu energiju distribuiraju tvrtke koje proizvode energiju i prodaju je korisnicima. Korištenje obnovljivih izvora energije čini proizvodnju električne energije održivijom i pristupačnijom. Energetika je sirovina koja izravno ili neizravno proizvodi energiju za rad strojeva. S obzirom da se nalaze u prirodi, ova sirovina prvo mora proći proces transformacije kako bi se stvorila energija. Neki od primjera izvora energije su ugljen, nafta, voda u rijekama, vjetar itd.