Početna veličina slova
Električnu struju ne možemo vidjeti, ali je prepoznajemo po njezinim učincima. Koji učinak možete prepoznati u pećnici električnog štednjaka dok pečemo slastice?
Učinci električne struje su: svjetlosni, toplinski, kemijski, magnetski i mehanički.
Toplinski učinak električne struje možemo opaziti u mnogim uređajima koje svakodnevno koristimo. Pri zagrijavanju vode u kuhalu za vodu i električnom bojleru, pripreme kruha u tosteru, glačalu za rublje i drugima.
Svi ti električni uređaji imaju ugrađen električni grijač u kojemu se električna energija pretvara u toplinsku. Grijaći element unutar električnog grijača je električni otpornik.
Električni otpornik u elektroničkim sklopovima stvara otpor prolasku struje, pa se neposredno zagrijava i tako električnu struju pretvara u toplinsku energiju. Za izradu otpornika u električnim grijačima koristi se legura nikal-kroma ili željezo-kroma, poznate pod imenom cekas.
Više o otpornicima učit ćete u nastavi Tehničke kulture. Otpornici su pasivni elektronički elementi. Najvažnije obilježje otpornika je električni otpor koji se označava oznakom , a mjerna jedinica je om, koju označavamo grčkim slovom [om]. Mjerna jedinica je nazvana po njemačkom fizičaru Georgu Simonu Ohmu, koji se istaknuo radovima na području elektriciteta i magnetizma te obikovao zakon prema kojem je jakost struje omjer napona i otpora, nazvan Ohmov zakon.
Toplinsko djelovanje električne struje može biti opasno kada kroz vodove poteče velika količina struje pri čemu se oni zagrijavaju i užare, a to može izazvati požar. Za zaštitu strujnih krugova upotrebljavamo osigurače. Osigurači mogu biti rastalni i automatski. Rastalni osigurač ima tanku nit koja se prolaskom jake struje rastali i tako prekine strujni krug. Za ponovnu uspostavu strujnog kruga moramo promijeniti pregorjeli osigurač, a kod automatskog je osigurača dovoljno podignuti sklopku.
Svjetlosni učinak možemo opaziti kod električne žarulje. Kada struja prolazi žaruljom, osim što svijetli, ona se zagrijava. Znate li kako nastaje svjetlost u žarulji? Svjetlost u žarulji nastaje protjecanjem električne struje kroz žarnu nit od volframa koja se zagrijava do usijanja i zrači energiju u obliku svjetlosti. Stakleni balon žarulje ispunjen je inertnim plinom (argon), a žarna nit nalazi se na potpornim žicama. Žarulje sa žarnom niti imaju nisku energetsku učinkovitost te se zamjenjuju za nova, energetski učinkovitija rasvjetna tijela.
Halogena žarulja također ima žarnu nit, ali je dvostruko učinkovitija od obične žarulje sa žarnom niti. U halogenoj žarulji se nalazi halogeni plin koji reagira s atomima plinovitog volframa (koji je ispario sa žarne niti). Kada taj spoj ponovno dođe na žarnu nit, visoka temperatura ga razbije i atom volframa ponovno postane dio žarne niti. Tako se produljuje radni vijek koji kod halogene žarulje traje oko sati. Temperatura žarne niti doseže do a stakla i do što svjetlost čini bjeljom. Balon halogene žarulje izrađuje se od kvarcnog stakla koje ujedno zadržava štetno UV zračenje. Halogene žarulje upotrebljavamo za prednja automobilska svjetla, u kućanstvima i uredima.
Kad kupujete nove LED žarulje bitno je pogledati i oznaku na žarulji. Astronauti na Međunarodnoj svemirskoj postaji počeli su 2017. godine fluorescentne žarulje mijenjati novim LED žaruljama, tzv. Solid-State Light Assemblies (SSLAs) žaruljama, koje mogu emitirati svjetlosti različitih boja. Za astronaute na svemirskoj postaji Sunce svaki dan izlazi i zalazi puta što, naravno, smeta njihovu prirodnom bioritmu. Prednost novih SSLAs LED žaruljica je u tome što mogu mijenjati boju pa se može dobiti svjetlost koja odgovara izlasku Sunca, dnevnoj svjetlosti, kao i svjetlosti koja odgovara svjetlosti zalaska Sunca. LED rasvjeta, koja se sve više koristi, sigurno je učinkovita, no postoji mali problem. Njezina svjetlost može pridonijeti nesanici i razdražljivosti, zato nije preporučljiva prije spavanja, posebno ako je u žarulji većinom zastupljena plava svjetlost. Uvijek treba tražiti žarulje s oznakom „ “ ili „toplo bijelo“, odnosno oznaku „warm white“. Nikako se ne smiju koristiti industrijske LED žarulje koje se često prodaju po nižoj cijeni od spomenutih „toplo bijelih“.
Kemijski učinak električne struje je pojava da elektrolit mijenja svoj kemijski sastav tijekom prolaska električne struje kroz njega. Ta pojava razlaganja molekula na pozitivne i negativne ione koji putuju prema negativnoj i pozitivnoj elektrodi nazivamo elektroliza. Elektroliza ima široku primjenu u metalurgiji. Većina metala se u čistom stanju dobiva upravo vrstom elektrolize koju nazivamo galvanizacija (bakar, aluminij…).
Galvanizacija
Pribor: staklena ili plastična čaša, vodiči, krokodil štipaljke, bakrena pločica, metalni ključ (željezo ili čelik), baterija otopina modre galice - elektrolit.
Upute: U ovom ćemo pokusu primijeniti kemijski učinak električne struje. Galvanizirat ćemo željezni ključ te ga tako zaštititi od korozije. Složite pribor za praktični rad prema priloženoj slici. Pazite da ključ koji galvanizirate spojite vodičima na negativni pol baterije, a bakrenu pločicu na pozitivni pol baterije. Predviđeno vrijeme za izvođenje praktičnog rada je desetak minuta.
Svoja opažanja zapišite u bilježnicu nakon provedenog pokusa.
Električnu struju ne možemo vidjeti, ali je prepoznajemo po njezinim učincima. Svjetlosni učinak električne struje možemo primijetiti u žarulji. Toplinski učinak električne struje pronalazimo u električnim grijačima. Kemijski učinak električne struje je pojava da elektrolit mijenja svoj kemijski sastav tijekom prolaska električne struje kroz njega. Tu pojavu razlaganja molekula na pozitivne i negativne ione koji putuju prema negativnoj i pozitivnoj elektrodi nazivamo elektroliza.
Svjetlosni učinak električne struje pridružujemo uređaju:
Toplinski učinak električne struje pridružujemo uređaju:
