Čo je elektrické napätie?

Otvoríš kohútik a voda vystrekne. Nikto ju nevylieva. Vodu von tlačí voda, ktorá je za ňou. Aj elektrinu musí niečo tlačiť a to tlačenie má svoje meno: napätie.

Čo sa vlastne tlačí?

Drôty sú z kovu a kov je plný drobných čiastočiek, ktoré sa volajú elektróny. Sú také malé, že ich neuvidíš ani mikroskopom.

Keď na ne niečo zatlačí, začnú sa spoločne posúvať po drôte. Tomuto toku elektrónov hovoríme elektrický prúd.

Odkiaľ sa tlačenie berie?

Batéria má dva konce. Jeden je označený − (mínus) a druhý + (plus). Vo vnútri batérie chemická reakcia natlačí elektróny k mínusovému koncu a z plusového konca ich odoberá.

Elektróny majú záporný náboj a navzájom sa odtláčajú. Natlačené elektróny na mínusovom konci preto chcú ujsť k plusovému koncu, kde ich je málo. Keď oba konce spojíš drôtom, rozbehnú sa dookola okruhom.

To, ako silno batéria tlačí, je napätie. Meriame ho vo voltoch a píšeme V. Meno pochádza od Alessandra Voltu, talianskeho vedca, ktorý v roku 1800 zostrojil prvú batériu. Zoznámiš sa s ním v článku o histórii elektriny.

Tlačenie medzi dvoma miestami

S napätím je to rovnaké. Je to vždy rozdiel medzi dvoma bodmi, napríklad medzi dvoma koncami batérie. Bez rozdielu nič netečie.

Preto môžu vtáky sedieť na elektrickom vedení bez úhony. Oboma nohami sa dotýkajú toho istého drôtu, takže medzi nimi nie je žiadny rozdiel napätia. Viac sa dozvieš v článku prečo sú vtáky na drôtoch v bezpečí.

Malé a veľké napätia

Kde	Napätie
Jedna tužková batéria (AA)	1,5 V
USB nabíjačka telefónu	5 V
Autobatéria	12 V
Zásuvka v Európe	230 V
Najväčšie elektrické vedenia na Slovensku	400 000 V
Blesk	stovky miliónov voltov

Viac tlačenia, viac toku

Zober ten istý drôt a tlač dvakrát silnejšie – zdvojnásob napätie. Teraz ním každú sekundu pretečie dvakrát viac elektrónov.

To, ako veľmi drôt alebo žiarovka elektróny brzdí, sa volá odpor. Pravidlo, ktoré spája napätie, prúd a odpor, je Ohmov zákon.

Poďme hlbšie: Čo volt naozaj meria pre dospelých a extra zvedavých

Napätie hovorí, koľko energie získa alebo stratí každý kúsok elektrického náboja medzi dvoma bodmi. Jeden volt znamená jeden joule energie na každý coulomb náboja:

$$1\ \text{V} = 1\ \frac{\text{J}}{\text{C}}$$

Coulomb (C) je náboj približne 6,2 miliardy miliárd elektrónov ($6{,}24 \cdot 10^{18}$). Batéria s napätím 1,5 V teda dodá každému coulombu, ktorý obehne obvod, 1,5 joulu energie. Žiarovka si túto energiu vezme a zmení ju na svetlo a teplo.

Presný názov pre napätie je rozdiel potenciálov. Porovnáva elektrický potenciál v dvoch bodoch – podobne, ako sa dá porovnať výška dvoch miest na kopci.

Poďme hlbšie: Kde obrázok s vodou nesedí pre dospelých a extra zvedavých

• Batéria neskladuje elektróny, ktoré by sa jej minuli. Elektróny už v drôtoch sú; batéria ich len tlačí dookola okruhom. Minie sa chemická energia batérie.
• Tlačenie sa drôtom šíri takmer rýchlosťou svetla, no každý elektrón sa posúva len pomaly – často pomalšie ako slimák.
• Z prerezanej rúrky voda vyteká, ale z prerezaného drôtu elektróny nevytekajú. Bez uzavretého okruhu sa jednoducho zastavia.

Over sa

Prečo vtáka, ktorý sedí na elektrickom vedení, nezasiahne prúd?

Perie nepustí elektrinu Oboma nohami sa dotýka toho istého drôtu, takže medzi nimi nie je rozdiel napätia Vo vedení je len maličké napätie

Ukáž odpoveď

Oboma nohami sa dotýka toho istého drôtu, takže medzi nimi nie je rozdiel napätia — Elektrina tečie len vtedy, keď je medzi dvoma bodmi rozdiel v tlačení. Obe nohy sú na tom istom drôte, takže žiadny rozdiel nie je.