Stlačíš vypínač a lampa sa hneď rozsvieti. Drôtom sa niečo rúti – no nevidíš to, nepočuješ to ani necítiš. Čo to je? Poďme na to od úplného začiatku.
Čo sa vlastne pohybuje?
Všetko okolo teba je postavené z drobných kúskov, ktorým hovoríme atómy. Okolo stredu každého atómu sa pohybujú ešte drobnejšie čiastočky: elektróny.
V kovoch, napríklad v medi vo vnútri kábla, nie sú niektoré elektróny pripútané k jednému atómu. Voľne sa túlajú pomedzi atómy ako dav ľudí vo veľkej hale.
Teraz ich všetky postrčíme tým istým smerom. Celý dav sa začne spoločne posúvať po drôte. Tento posun je elektrický prúd: elektróny tečúce drôtom.
Čo ich tlačí?
Elektróny tlačí batéria alebo zásuvka. Tomuto tlačeniu hovoríme napätie.
Elektróny majú záporný náboj. Batéria natlačí elektróny k svojmu mínusovému koncu a na plusovom konci ich nechá príliš málo. Natlačené elektróny sú odtláčané preč od mínusu, cez drôt, smerom k plusu.
Tečie len v okruhu
Elektróny môžu tiecť, len keď majú celú cestu, po ktorej obehnú dookola a vrátia sa do batérie. Tomuto okruhu hovoríme elektrický obvod.
Vypínač je malý mostík v okruhu. Keď ho zapneš, okruh je uzavretý a prúd tečie. Keď ho vypneš, vznikne medzera. Elektróny sa zastavia a lampa zhasne.
Prečo sa lampa rozsvieti hneď?
Toto ťa prekvapí: každý elektrón sa pohybuje veľmi pomaly – často pomalšie ako slimák! Ako je teda možné, že sa lampa rozsvieti v tej chvíli, keď stlačíš vypínač?
Drôt je ako tá trubica: už je plný elektrónov. Keď sa tlačenie začne, elektróny v celom okruhu sa pohnú takmer naraz. Preto sa lampa rozsvieti hneď.
Čo dokáže prúd?
Keď prúd tečie, prenáša energiu z batérie alebo z elektrárne do všetkého, čo je v okruhu. Táto energia sa môže zmeniť na:
- svetlo – v lampách a obrazovkách,
- teplo – v kanviciach, hriankovačoch a žehličkách,
- pohyb – vo ventilátoroch, vŕtačkách a elektromobiloch,
- zvuk – v reproduktoroch a slúchadlách.
To, ako rýchlo spotrebič túto energiu míňa, je jeho výkon. Niektoré látky prúdu v tečení bránia – hovoríme tomu odpor – a časť energie sa pri tom mení na teplo.
Aký silný je prúd?
Prúd meriame v ampéroch a píšeme A. Meno pochádza od francúzskeho vedca André-Marie Ampèra.
| Čo | Približne aký prúd |
|---|---|
| LED lampa | 0,04 A |
| Nabíjajúci sa telefón | 1–2 A |
| Rýchlovarná kanvica | 9 A |
| Blesk | 30 000 A |
Chceš vedieť, ako sa tieto čísla vypočítajú? Prečítaj si, ako sa počíta elektrický prúd. A čo robí prúd vo väčších obvodoch, zistíš v článku o tom, ako sa správa elektrický prúd.
Poďme hlbšie: Ktorým smerom prúd tečie? pre dospelých a extra zvedavých
Elektróny tečú z mínusového konca batérie k plusovému. Na schémach obvodov sa však prúd kreslí opačne, od plusu k mínusu. Tento „dohodnutý smer prúdu“ sa zvolil v 18. storočí, keď ešte nikto o elektrónoch nevedel. Vedci si mysleli, že sa pohybuje niečo kladné. Oba opisy dávajú vo výpočtoch rovnaké výsledky, a tak starý zvyk zostal. Viac sa dočítaš v článku o histórii elektriny.
Poďme hlbšie: Ako pomaly sa elektróny naozaj pohybujú? pre dospelých a extra zvedavých
V bežnom domácom kábli, ktorým tečie niekoľko ampérov, sa elektróny posúvajú dopredu rýchlosťou len asi desatiny milimetra za sekundu. Popritom sa náhodne chvejú obrovskými rýchlosťami, no tieto náhodné pohyby sa navzájom rušia. Rýchlo sa šíri tlačenie: elektrické pole, ktoré sa drôtom rozbehne veľkou časťou rýchlosti svetla. V zásuvke navyše prúd kmitá tam a späť 50-krát za sekundu – to je striedavý prúd – takže elektróny väčšinou len prešľapujú tam a späť na mieste.
Over sa
Prečo sa lampa rozsvieti hneď po stlačení vypínača, aj keď sa elektróny pohybujú pomaly?
Ukáž odpoveď
Drôt je už plný elektrónov a všetky sa pohnú naraz — Ako guličky v plnej trubici: tlačenie prebehne cez elektróny, ktoré už v drôte sú, a lampa zareaguje takmer okamžite.
Ako guličky v plnej trubici: tlačenie prebehne cez elektróny, ktoré už v drôte sú, a lampa zareaguje takmer okamžite.