Postojeće vrste električne energije i primjeri

Elektricitet je skup fizikalnih pojava povezanih s električnim nabojem. Za njihovo proučavanje, ovi se fenomeni mogu podijeliti u dvije vrste:

• statički ili elektrostatički: kada električni naboji miruju.
• Električna struja: kada su električni naboji u pokretu.

Električni naboj je svojstvo materije, kao i masa. Ali za razliku od mase, nabijene čestice možemo podijeliti u dvije klase, pozitivne i negativne. Naboji jedne klase međusobno se odbijaju, dok privlače pripadnike druge klase.

U prirodi su elektroni i protoni nositelji električnog naboja. Naboj oba je potpuno jednak po veličini, međutim, naboj protona je pozitivan, a naboj elektrona negativan. Dakle, tijelo s viškom elektrona dobiva negativan naboj jednak naboju elektrona pomnoženom s brojem suvišnih elektrona.

Elektrostatika

Statički ili elektrostatički elektricitet je interakcija između električnih naboja u mirovanju. To je otkriveno u staroj Grčkoj, kada su ljudi shvatili da trljanjem jantara odn mlaza je postojala neka vrsta sile koja je uzrokovala da materijal privuče dlačice i komadiće materijal.

Elektrostatika se može pojaviti u različitim situacijama, kao što je kontakt između materijala, povećanje tlaka ili temperature, ili zbog prisutnosti drugog naboja. Proces punjenja, međutim, uključuje njihovo pomicanje i distribuciju, sve dok se ne postigne novo stanje ravnoteže.

Na primjer, kada trljamo cipele o tepih, hvatamo elektrone s tepiha, uzrokujući višak negativnog naboja. Kako ćemo saznati? Prilikom dodirivanja metalne ručke osjećamo udar ili udar, koji je posljedica preskakanja viška naboja s našeg tijela na metalni predmet.

Ostale česte slučajeve u kojima se stvara elektrostatik imamo kada trljamo balon o kosu suho, kada češljamo kosu, češalj zarobljava elektrone iz kose, ili kada trljamo najlonske tkanine i vuna.

U nepoželjnim situacijama može doći do statičkog naboja i uzrokovati štetu. Kako bi se to izbjeglo, izvodi se uzemljenje. U silosima za zrno, trenje zrna o metalni spremnik uzrokuje da metal postane pozitivno nabijen, a zrno stjecanje negativnog naboja. Kada je akumulacija naboja vrlo velika, može proizvesti iskru, uzrokujući požar ili eksploziju.

Požari na benzinskim ili benzinskim postajama mogu biti uzrokovani nakupljanjem statičkog naboja. Trljanje gume ili guma o kolnik uzrokuje nakupljanje negativnih naboja u karoseriji. Ako vozilo nije istovareno, postavljanje crijeva za gorivo može izazvati iskru s katastrofalnim posljedicama.

Unatoč zanimljivim primjerima elektrostatike, ona ima važne primjene u tehnologiji:

• laserski tisak: Statički se koristi u laserskim pisačima. U tom slučaju laserska zraka osvjetljava tamna područja stranice dajući joj negativan naboj. Pozitivno nabijene čestice tinte prianjaju na ta područja i slika se kopira.
• statična boja: vozila i avioni su obojeni zahvaljujući statici. Za to se predmet koji se boji negativno nabije, a zatim se nanese pozitivno nabijena boja. To daje glatku i homogenu završnicu.

Električna struja

Električna struja je neto protok ili prolazak električnog naboja kroz medij. Može se smatrati elektricitetom u kretanju, vrstom električne energije s kojom smo najbolje povezani i navikli.

Prvi znanstvenici koji su shvatili prirodu električne struje bili su Talijani Luigi Galvani (1737-1798) i Alessandro Volta (1745-1827). Blisku vezu između električne struje i magnetizma otkrio je Hans Christian Oersted (1777-1851), što je kasnije navelo Engleza Michaela Faradayja (1791-1867) da proizvodi električnu energiju koristeći magneti.

Provođenje električne struje ovisi o otpornosti materijala na pomicanje naboja, pa imamo:

• Izolatori: to su materijali koji ne provode električnu energiju, kao što su drvo ili ulje.
• Vodiči: omogućuju prolaz električne energije, kao što su metali i ionske otopine.
• Poluvodiči: imaju srednja električna svojstva između izolatora i vodiča, kao što su silicij i germanij.

Suvremeni život kakvog poznajemo proizvod je električne struje:

• rad kućanskih aparata,
• Industrije;
• rasvjeta i daljinsko grijanje;
• Industrijski sustavi distribucije električne energije.

Možda će vas također zanimati vidjeti:

• Izmjenična i istosmjerna struja
• Vodiči, izolatori i poluvodiči

Reference

Cevallos, A. (1996). Pričajmo o struji.
Struja. (1986). Salvat enciklopedija znanosti i tehnologije. Salvat izdavači. Španjolska.
Hadžigeorgiou, Y. (2006). Humaniziranje nastave fizike kroz pripovijedanje: slučaj struje struje. fiz. Ed. 41:42. DOI: 10.1088/0031-9120/41/1/003
Young, H. D., Freedman, R.A. (2009) Sveučilišna fizika, s modernom fizikom, svezak 2. 12 izd. Pearson Education, Meksiko.