Učebnice fyziky 7-8-9 ročníků

Již víte, že nabitá tělesa (náboje) v elektrickém poli mají energii, kterou lze přeměnit na jiné druhy energie: vnitřní, světelnou nebo mechanickou, jako např. při pokusu s hroudou vaty (viz § 8). Při takových přeměnách je nutně přítomen elektrický proud.

Elektrický proud – je řízený (uspořádaný) pohyb nabitých částic: elektronů a/nebo iontů.

Například při pokusu s disky a hroudou vaty, řízený pohyb elektronů: ze spodního disku na horní (elektrony byly přenášeny hroudou vaty). V předchozím experimentu s vertikálními disky však elektrony ani nepotřebovaly „nosič“, protože samotný elektronový plyn pod vlivem pole proudil po drátu do elektroskopu. Tedy v drátu ne na dlouho existoval elektrický proud tvořený elektrony.

Pojďme se nyní seznámit s zařízení určená ke generování dlouhodobého elektrického proudu, – zdroje elektřiny (někdy se říká – aktuální zdroje, ale to není moc dobrý termín).

Podívejte se na obrázek. Nejjednodušší zdroje elektřiny jsou galvanické články (1, 2, 3). Přeměňují svou vnitřní (chemickou) energii na energii elektrického proudu. K podobné přeměně energie dochází v akumulátory (4). Jakmile je jejich energie vyčerpána, lze je dobít. Obrazně řečeno, klasické galvanické články (hovorově „baterie“) jsou jednorázové, zatímco akumulátory jsou opakovaně použitelné zdroje energie.

Kromě jednotlivých baterií a galvanických článků, jejich baterie – několik prvků spojených dohromady. Číslo 2 označuje baterii galvanických článků – „plochou baterii“ a číslo 4 označuje baterii akumulátorů používaných v automobilech. Číslo 5 označuje napájecí zdroj pro elektronická zařízení – notebooky, telefony.

Z předchozího odstavce víme skutečnost: .
Při přeměně elektřiny vždy .
Ve fyzice se elektrický proud nazývá .
V experimentu s horizontálními kondenzátorovými disky.
Nosič elektronů v tomto experimentu byl .
Nicméně v experimentu s vertikálními kondenzátorovými disky.
Protože se elektronový plyn pohyboval řízeným způsobem, pak .
Zdroje elektrické energie jsou .
Nejjednoduššími zdroji elektřiny jsou .
Jako zdroje elektrické energie galvanické články.

Každý zdroj elektřiny musí mít alespoň dva póly – vodiče určené pro připojení spotřebičů elektřiny. Například baterie má vždy dva póly: kladný a záporný, označené znaky „+“ a „–“. Na kladném pólu je elektronů nedostatek, na záporném přebytek. Účelem zdroje elektrické energie je vytvářet a dlouhodobě udržovat nestejnoměrnou elektrizaci jeho pólů. Podívejme se na to na konkrétním příkladu (viz obrázek).

Na „baterii“ připevníme žárovku. Přebytečné elektrony přítomné na záporném pólu se budou pohybovat směrem ke kladnému pólu. To povede k částečné neutralizaci nábojů na pólech. Pokud se tedy elektrony nevrátí na záporný pól, proud se rychle zastaví a žárovka zhasne. Ale to se nestane, což znamená, Uvnitř baterie je také proud, to znamená, že elektrony opět dosáhnou záporného pólu.

Všimněte si, že mimo zdroj se elektrony pohybují z „–“ do „+“, stejně jako by se měly pohybovat záporné částice v elektrickém poli. Uvnitř zdroje se však elektrony pohybují z „+“ na „-“. Takový pohyb v rozporu se silami elektrického pole je možný pouze pod vlivem tzv síly třetích stran. Jsou protisměrovány silami elektrického pole a vykonávají práci díky vnitřní (chemické) energii zdroje.

Historicky se tak stalo Připisuje se elektrický proud směr z „+“ na „-“ mimo zdroj napájení. Fyzici se na tom shodli již před několika staletími, kdy ještě o existenci elektronů nevěděli. Současně se objevil nešťastný název „zdroj proudu“, protože nyní víme, že elektrický proud nemá žádné „zdroje“ a „odtoky“: proud cirkuluje vodiči, jako voda v uzavřeném potrubí s čerpadlem.