Izvori elektriciteta
Postoji mnogo izvora elektriciteta - od starog trika „šetnje po vunenom tepihu i dodirivanje kvake“ do solarnih elektrana. Ovde ćemo opisati samo tri glavna izvora, koja ćemo koristili u projektima: baterije, gradsku električnu mrežu i solarne ćelije.
Baterije
U baterijama se za stvaranje napona koristi proces koji se zove elektrohemijska reakcija. Suprotna naelektrisanja nastaju kada se dva različita metala postave u određenu hemikaliju. Baterije imaju dva pola.
Baterije se često koriste za napajanje manjih prenosivih uređaja. Npr, u baterijskoj lampi sijalica je povezana s baterijom preko dve žice, za svaki pol baterije po jedna. Zatim se dešava sledeće:
- Napon “potiskuje” elektrone kroz žicu od negativnog pola baterije ka pozitivnom.
- Elektroni koji se kreću prolaze kroz vlakno u sijalici, pa sijalica svetli.
Pošto se elektroni kreću kroz žicu samo u jednom smeru, električna struja koju proizvodi baterija zove se jednosmerna (en. direct current, DC). Ako kolo između negativnog i pozitivnog pola nije zatvoreno, onda nema usmerenog toka elektrona.
Gradska električna mreža
Kada kroz utičnicu priključimo lampu na električnu mrežu, koristimo struju koja nastaje u elektrani. To može biti hidrocentrala, nukelarna elektrana, termoelektrana na ugalj ili prirodni gas itd. U hidroelektranama, snaga vode se koristi za okretanje namotaja žice unutar ogromnog magneta. Kada pored magneta pomerate žicu, u njoj se indukuje tok elektrona. Prvo magnet usmerava kretanje elektrona u jednom pravcu, zatim, kada se namotaj okrene za 180 stepeni, „primorava” elektrone da promene smer. Tako nastaje naizmenična struja.
Zbog načina na koji se u elektrani proizvodi električna struja, smer u kome se kreću elektroni menja se sto puta u sekundi, ponavljajući ciklus (napred-nazad) pedeset puta u sekundi. Ovakvim kretanjem elektrona nastaje naizmenična struja (en. alternating current, AC). Broj ciklusa u sekundi naizmenične struje izražava se jedinicom koja se zove herc, a označava skraćenicom Hz. Primer je zasnovan na činjenici da se u Srbiji koristi standardna frekvencija od 50 Hz: u nekim drugim zemljama - na primer, u Americi - standardno se koristi 60 Hz, što znači da elektroni menjaju smer kretanja sto dvadeset puta u sekundi.
U većini projekata treba nam jednosmerna struja. Ako za napajanje koristimo gradsku električnu mrežu, moraćemo da pretvorimo naizmeničnu struju u jednosmernu. To možemo uraditi pomoću uređaja koji se zove ispravljač. Primer ispravljača jeste punjač za telelon; taj maleni uređaj pretvara naizmeničnu struju u jednosmernu kojom se puni baterija.
Bezbednost, bezbednost, bezbednost. To stalno morate imati na umu kada koristite naizmeničnu struju iz mreže. Korišćenje struje iz baterije nalikuje držanju mačke kao kućnog ljubimca, dok se struja iz električne mreže može uporediti s gladnim lavom. Igrajući se s mačkom možete zaraditi samo ogrebotine; kralj životinja poješće vas. Ako je neophodno za projekte koristiti naizmeničnu struju, budite sigurni da znate šta radite.
Solarne ćelije
Solarne ćelije su jedan oblik poluprovodnika. Kao i baterije, one imaju žice priključene na oba pola. Svetlost koja pada na solarne ćelije dovodi do stvaranja električne struje (reakcija na svetlost je osobina poluprovodnika). Struja zatim teče kroz žice do uređaja, kao što su računar ili baštenska lampa.
AC ili DC
Generisanje naizmenićne struje i njeno distribuiranje na daljinu jeftinije je nego u slučaju jednosmerne struje. Zato se naizmenićna struja koristi u domaćinstvima.
Za projekte u elektronici jednostavnije je i mnogo bezbednije koristiti jednosmernu struju.