Elektrosuli - Áram, áramkör

2013-08-18

 

A legegyszerűbb áramkör:

A legegyszerűbb áramkör áll egy elemből, vezetékekből és egy izzóból.

Szemléltetésre jól megfelel a fénykép, de a gyakorlatban az áramköröket szimbólikus jelekkel szokás lerajzolni. Ezt a rajzot elvi, vagy kapcsolási rajznak hívjuk. Így néz ki a fenti áramkör kapcsolási rajza.

Általánosítsuk tovább az áramkörünket. Általánosan elmondható, hogy az áramkör generátorból, vezetékekből, és fogyasztóból áll.

Mi az áram?

Szerintem Georges Lucas Star Wars-a ma ugyanúgy az alapműveltség része, mint mondjuk Jókai, Verne, Rejtő vagy Petőfi művei. A Star Wars-ból pedig tudjuk, hogy az ERŐ áthat mindent, és irányítja tetteinket. Vicces, de ez áll az elektromosságra is. Az idegeinkben is elektromos impulzusok futnak, a TV-hez, a mosógéphez, a mobilunkhoz is áram kell. Az áram elválaszthatatlan kapcsolatban van az mágneses és az elektrosztatikus kölcsönhatással.

Pontosabban, mi az elektromos áram?

A víz is áramlik a folyókban, az is áramlás, áram, de mindenki tudja, hogy az elektromos áram a falból, a konnektorból jön :). Vagy elemből. Csak be kell dugni az embernek a hajszárítóját, a számítógépét. Az elektromos áram, töltéshordozók áramlása vezető anyagban. A vezető anyag általában valamilyen fém, a töltéshordozók pedig általában elektronok. Elektront még senki sem láttott, pedig nagyon sok van belőle. Ha utána olvastok, minden egyes atomban van belőle legalább egy darab, a gazdagabb atomokban jóval több is. És hát minden anyag atomokból épül fel. Nagyon mini részecskék, többek között ez teszi lehetővé, hogy szemre tejesen tömör fém vezetékekben az atomok között ők a fény sebességével végigszáguldjanak. A laborokban a legapróbb dolgokat pásztázó elektronmikroszkóppal nézegetik, de mivel az is elektronokkal működik, magát az elektronokat ezzekkel sem láthatjuk. Az ember nem képes az elektronokat, az áramot látni, közvetlenül érzékelni. Az ember csak a elektromosság hatásait képes érzékelni.

Milyen hatásai vannak az elektromos áramnak?

Megráz. Szikrázik. Villámlik. Világít. Melegít. Mükszik tőle a tabletem. Hallgatom az MP3-aimat. Hajtja a villamost. Ilyesmi.

Az áramló elektromos töltések, ahogy keresztül folynak egy vezeték anyagán, ütköznek, súrlódnak a vezeték atomjaival, amely a vezető anyagának melegedését okozza. Ezen alapszanak a fűtőtestek, izzólámpák, és ezt látjuk szikrázásnál, vagy villámláskor is.

Ha különböző polaritású elektromos töltésekkel feltöltünk mondjuk két alufólia csíkot, akkor vonzani fogják egymást. Ha azonos polaritású töltésekkel töltjük őket fel, akkor taszítani. Ez az elektrosztatikus hatás. Ezen alapszanak az energiatárolásra használt kondenzátorok. De lehet ennek alapján levegő portalanító berendezést készíteni, a sivatagban energiát termelni. És így töltődnek fel a felhők is, majd időnként a felgyülemlet energia villámlás formájában kisül. Elég nagy ugrás, de ezt a hatást használják fel az elektroncsövekben, és a FET-ekben, és mivel a mikroprocesszorok is FET-ekből épülnek fel... szóval elég sok mindenhez.

Ha egy vezetéken áramot folyatunk át, akkor a huzal körül az áram mágneses teret gerjeszt. Ez az elektromágneses hatás.A mágneses erőhatás felerősítésének az egyik módja, ha a huzalból tekercset készítünk. Az adott térben többször átvezetjük az áramot, így az egyes vezeték menetek mágneses erőhatása összeadódik. Ezen alapszanak a hangszórók, a trafók, a relék, a motorok, de a rádió is.

Elektrolitokon átvezetve az áramot, az áram vegyi hatása lép fel. Az elektrolitok specialitása, hogy itt az áramot pozitív és negatív ionok áramlása jelenti. Ezt használjuk galvanizálásra, és még számos kémiai folyamatban. A folyamatot megfordítva, elektromos áramot előállító elemekhez, vagy akkumulátorokhoz juthatunk.

Az idegrendszerünkön keresztül futó elektromos impulzusokkal irányítja agyunk az izmainkat. Ezek persze elég kis impulzusok, nem igen használhatók mondjuk energiatermelésre, de nem is károsak az egészségünkre. Tudjuk, hogy a testünk háromnegyede víz, vagyis az áram szempontjából egy szép nagy zacskó elektrolit vagyunk. Ha kis áram fut át a testünkön, vagy nem érzünk semmit, vagy csupán egy kis csípést. Nagyobb áram az izmaink görcsbe rántja. Ekkora áram, ha keresztül folyik a szívünkön, akár le is állíthatja azt. Még nagyobb és hosszabban tartó áram vegyi folyamatokat indít be testünkben, ami kifejezetten nem egészséges. És van olyan nagy áram is, ami elégetheti a bőrünket, vagy akár az egész testünket. Ezek az áram élettani hatásai.