Elektricitet i električna energija
.
Najpogodniji oblik energija za korišćenje je električna energija. Najpogodnija je zato jer se lako može transportovati preko provodnika na svako željeno mesto. Takođe, lako se menja u druge oblike energije, uključujući svetlost, toplotu, zvuk i kretanje. Osnovu električne energije čini elektricitet. Da se podsetimo iz fizike o pojmu elektriciteta i električne energije.
Šta je elektricitet?
Kada protrljamo plastični češalj, na vrhovima iglica češlja stvara statički elektricitet i on može da privuče veoma lake predmete, kao što su komadići papira.
Elektricititom nazivamo kretanje ili strujanje sićušnih čestica atoma – elektrona, koji su negativno naelektrisane čestice. Elektroni se kreću oko jezgra atoma, ali ako elektron primi dovoljno energije, može da “preskoči” sa svog atoma na drugi atom, gde će jedan elektron takođe “preskočiti” na sledeći atom, i tako dalje. Ovo kretanje elektrona predstavlja kretanje energije. Bilioni elektrona se kreću u istom smeru sa atoma na atom i izazivaju tok električne struje.
Strujanje elektriciteta – električna struja je kretanje miliona elektrona, kojipreskaču sa atoma na atom provodnika – obično je to bakarni, ili aluminijumski provodnik.
Kada teče električna struja?
Električna struja teče samo kada postoji zatvoreno strujno kolo, od njenog izvora do potrošača i kada je na izvoru postoji napon (potencijalna razlika). Na primer zatvoreno strujno kolo čine baterija, provodnik koji spaja jedan pol baterije sa sijalicom, sijalica i provodnik koji spaja sijalicu sa drugim polom baterije koja predstavlja izvor energije i obezbeđuje napon od 4,5 V.
Kako radi baterija?
Baterija pretvara hemijsku energiju u električnu ostvarujući određeni napon. Veze između atoma u hemijskim supstancama sadrže energiju. Kada se ove veze raskinu u hemijskim reakcijama, njihova energija prelazi na elektrone i oni počinju da se kreću. Ovaj proces se dešava u bateriji, ali samo onda kada elektroni imaju kuda da se kreću, odnosno kada se baterija veže u zatvoreno strujno kolo. Tipična baterija sadrži dva kontakta ili elektrode: pozitivnu anodu i negativnu katodu, sa hemijskom supstancom između njih nazvanom elektrolit. Hemijska reakcija između elektrolita i elektroda prouzrukuje tok
električne struje.
Automobili i kamioni koriste jednu vrstu baterije koja se zove akumulator (obično 12 ili 24 V).
Navedeni primeri odnose se na jednosmernu struju, tj. na korišćenje izvora energije koji obezbeđuje stalni napon i polaritet ( U = const , jedan pol je pozitivan „+“, a drugi negativan „−“ ). Ovaj oblik električne energije svojom prirodom je bezopasan za žive organizme, ali je ograničenih mogućnosti za korišćenje. Pretežno se u industriji i domaćinstvima koristi električna energija kod koje struja teče naizmenično –naizmenična struja (struja menja smer 50 puta u sekundi) i kod koje je napon potencijala 220/380 V. Ovaj oblik električne energije zbog svog karaktera je opasan za živa bića. Zato se koristi oprezno i uz sve mere zaštite.
Da li sve supstance provode elektricitet?
Samo određene supstance provode elektricitet i nazivaju se provodnici. Mnogi metali, naročito srebro i zlato, odlično provode elektricitet. Električni provodnici obično imaju jezgro od metala koji služi kao provodnik, a oko njega je omotač od plastike koji služi kao izolator od okoline. Mnoge druge supstance ne provode elektricitet. Umesto toga, one poseduju visoku otpornost i nazivaju seizolatori. U izolatore spadaju drvo, staklo, plastika, papir, glina, keramika i dr. Keramički diskovi se često naređaju oko provodnika kroz koje teče električna struja veoma visokog napona, i imaju funkciju izolatora, tj. da spreče “curenje” elektriciteta u zemlju. Ipak, ukoliko je napon suviše visok (pola miliona volti i više) i ako ima vlage u okolnom vazduhu (voda je dobar provodnik elektriciteta), elektricitet može u vidu munje preskočiti do zemlje.
Merenje elektriciteta
Elektricitet se meri na različite načine specijalnim jedinicama:
Amper (A) je jedinica za meru jačine struje, odnosno kvantitet električne struje.
Volt (V) je mera za napon, odnosno elektromotornu silu (silu elektriciteta). Osnovna vrednost napona struje u svakodnevnoj upotrebi se razlikuje od države do države. Kod nas i u Engleskoj, npr., je 220 V, u Francuskoj i SAD je 110 V.
Om (Ω) je jedinica otpora strujanju elektriciteta (jedan metar dužine dobrog provodnika, kao što je bakarna žica, ima otpornost manju od jednog oma, dok dobar izolator iste dužine, kao što je drvo, može imati otpornost od više miliona oma).
Vat 
je jedinica za snagu, što u nauci odgovara količini energije koja je u jedinici vremena prešla iz jednog oblika u drugi. Snaga od 1W je promena energije od 1J po sekundi ( 1J = 1W/1s = 1N x 1m/1s). Vat može biti korišćen kao mera za snagu bilo kog oblika energije, ne samo električne.
Šta je multimetar?
Uređaj zvani multimetar može da meri volte, ampere, ome i druge električne veličine. On je najvažniji deo opreme električara i elektro inžinjera.
Koliko dugo radi aparat za jedan sat?
Za istu količinu energije, različiti uređaji će raditi različito vreme. Tako npr. energiju od 1 kW h potrošiće:
Mala električna grejalica snage od 1 kW: za 1 sat;
Protočni bojler: 10-15 min;
Fen za sušenje kose na maksimumu: 1-1,5 sati;
Mašina za pranje rublja: 2 sata;
Zamrzivač: 3 sata;
Standardni televizor: 3-5 sati;
Sijalica od 100 vati: 10 sati;
Električni brijač: 70 sati.
Moja fizika 