Elektrivoolu allikad

Elektrivool – kuidas seda luua ja säilitada

Laetud osakeste korrapärast liikumist nimetatakse elektrivooluks. Juhtmesse elektrivoolu saamiseks peate sellesse looma elektrivälja. Kui laetud keha ühendatakse juhtmega maandusega, siis tekib juhtmes lühiajaline elektrivool. Elektrivälja saamiseks ja säilitamiseks juhtmes kasutage elektrivoolu allikaid.

Igas vooluallikas tehakse tööd positiivse ja negatiivse laenguga osakeste eraldamiseks. Eraldatud osakesed kogunevad allika poolustele. Pooluste vahel tekib elektriväli. Kui ühendate need juhtmega, tekib juhtmes väli.

Elektrimasinas toimub laengute eraldamine mehaanilise energia abil. Samal ajal muutub see elektriliseks. Termopaaris muundatakse siseenergia elektrienergiaks. Tuumaakud muudavad aatomienergia elektriks.

Fotoelement muudab valguse energia elektrienergiaks. Päikesepatareid koosnevad fotoelementidest.Neid kasutatakse seal, kus valgusenergia on kõige hõlpsamini kättesaadav.

Jõgede, kivisöe, nafta ja aatomite energia muundatakse elektrijaamades elektrienergiaks. Kõige levinumad elektrivoolu allikad on galvaanilised elemendid ja akud.

Galvaanilised rakud

Galvaaniline element on vooluallikas, milles keemiline energia muundatakse elektrienergiaks.

Nii töötab kõige lihtsam galvaaniline element.

Esimese elektrokeemilise elemendi leiutas Volt 1799. aastal. Ta konstrueeris üksikutest elementidest aku, mida ta nimetas "voltipooluseks". Galvaanielemendis peavad elektroodid lahusega suhtlema tingimata erineval viisil, mistõttu on elektroodid valmistatud erinevatest materjalidest.

Volta elemendis olev tsinkplaat on negatiivselt laetud ja vaskplaat positiivselt laetud.

Ja nii töötab kuiv galvaaniline element. Vedeliku asemel kasutab see paksu pasta:

Aku võib koosneda mitmest elemendist:

Elektrilampides olevad lambipirnid, aga ka mitmesugused muud kaasaskantavad elektriseadmed ja laste mänguasjad töötavad galvaaniliste elementide abil. Kui galvaanilise elemendi elektroodid on ära kasutatud, asendatakse element uuega.

Patareid

Patareid on keemilised elektrivoolu allikad, milles elektroode ei tarbita. Lihtsaim aku koosneb kahest pliiplaadist, mis on sukeldatud väävelhappe lahusesse.

Selline aku ei anna endiselt voolu. Enne kasutamist tuleb see laadida. Selleks ühendage aku poolused iga vooluallika samade poolustega.

Laadimise ajal akut läbiv vool muudab selle plaatide keemilist koostist. Aku keemiline energia suureneb.

Kui aku tühjeneb, muundab see keemilise energia elektrienergiaks. Tühjenenud akut saab uuesti laadida.

Patareid kogutakse eraldi akudelt.

Lisaks happe- (plii-) akudele kasutatakse leelis- (raud-nikkel) patareisid.

Nikkelraud aku:

Tänapäeval kasutatakse laialdaselt ka nikkel-kaadmium- ja nikkel-metallhüdriidakusid. Hõbetsink-akusid kasutatakse lennunduses ja kosmoses.Uut tüüpi akusid: liitium-ioon, liitium-polümeer on kasutusel mobiiltelefonides, tahvelarvutites ja muudes kaasaegsetes kaasaskantavates seadmetes.

Akusid kasutatakse juhtudel, kui elektrivoolu allikat on kasulikum laadida kui uuega asendada. Autos kasutatakse akut mootori käivitamiseks ja erinevate seadmete käitamiseks. Kosmoses laadivad akut päikesepaneelid. Kui see tühjeneb, annab see toite raadiosaatjatele ja seadmetele.

Vaata ka: Patareid. Arvutamise näited