Elektřina

Dlouho jsem zvažovala, zda se pustit do tohoto tématu. Hraní s elektrikou může stát člověka život a nerada bych někoho ohrozila. Ale na druhou stranu elektřina je součástí našeho živta a je dobré o ní něco vědět. Čím víc budeme elelktrice rozumnět, tím menší je šance, že nám ublíží. Když jsem nedávno navíc na youtubu narazila na životu nebezpečné pokusy s elektřinou, mé obavy šly stranou. Pojďme tedy na to.

Elektřina jako voda

Abychom pochopili jak elektřina funguje, je dobré si představit elektřinu jako vodu. Drát neboli vodič je jako koryto řeky nebo potrubí. Elektřina proudí vodičem stejně jako voda potrubím. A ten proud můžeme měřit (pomocí ampermetru). Kromě proudu má elektřina ještě napětí. Napětí si můžeme představit jako množství vody v řece nebo tlak v potrubí. Napětí se měří voltmetrem.

  • Proud – rychlost elektřiny v drátech. Proud se značí písmenkem I a udává se v Ampérech [A].
  • Napětí – množství elektřiny v drátech. Napětí se značí písmenkem U a udává se ve Voltech [V].

Představ si, že stojíš v létě po pás ve Vltavě. Je to nebezpečné? Vltava je obrovská řeka, kolem tebe je spousta vody (velké napětí U), ale sotva teče (malý proud I). Nebo když stojíš po krk v rybníků, který neproudí skoro vůbec (I ≐ 0 A) a přesto že je kolem velké množství vody ( U = hodně V), voda v rybníku ti neublíží.

A teď si představ, že stojíš v horském potoce po dešti. Přestože je tam mnohem méně vody než ve Vltavě (Upotok ≪ UVltava), proud vody valící se z kopců je tak velký (Ipotok ≫ IVltava), že stačí, abychom tam vlezli třeba jen po kolena a voda nám podrazí nohy a otříská nás o šutry. Pak už záleží jestli budeme mít štěstí a vyvázneme jen s modřinami, nebo trefíme šutr hlavou a končíme. A nebo slyšeli jste o řezání vodním paprskem (mrkni na video)? Obyčejná voda, s dostatečně velkým proudem, dokáže přeříznout silný železný plát jako by nic. Co by to asi udělalo s člověkem? … No a s elektřinou je to stejné jako s vodou, zabíjí velký proud nikoli napětí.

V zásuvce máme napětí U = 230 V a může nás to klidně zabít. V elektrickém ohradníku na zahradě mám napětí U = 10 000 V a i když je to fajná šlupa, nikomu to neublíží, protože tam je malý proud. Na videu níže můžete vidět, jak vypadá člověk, kterým prochází 500 000 V.

Poslední důležitá věc, kterou bychom měli v souvislosti s elektřinou znát je odpor. Více si o něm povíme v dalším článku. Zatím si jej můžeme představit jako šířku koryta, nebo trubky.

  • Odpor – tloušťka drátu. Odpor značíme písmenem R a udává se v Ohmech [Ω].

Jak vyrobit elektřinu (statickou)

Statickou elektřinu vyrobíme nejsnáze třením.

Př.1.: Stalo se vám někdy, že jste si svlíkali večer svetr a ono to zajiskřilo? Právě třením svetru (nejlépe z umělých vláken) o tělo vznikla statická elektřina. Na těle se vám nahromadí elektrony. A jelikož se elektrony rády hromadí na špičatých věcech, vlezly do vlasů a ty se vám postavily. No a když se na svetru při tření nahromadí více elektronů než na vás a vy už svetr sundáváte, začnou přeskakovat vzduchem a dojde k jiskření. Jsou to takové malé blesky. Mraky se rovněž třou o vzduch, když létají vzduchem, tím se nabijí stejně jako ten svetr a když to přeženou blesk je na světě.

Př.2.: Elektrony ale nerady skákají vzduchem, jen když opravdu musí. Raději si objekt svého zájmu přitáhnou. Natrhejte si malé kousky papíru a nechte je ležet na stole. Pak vezměte pravítko (nebo ještě lépe nafouknutý balónek) a třete jím o vlasy, nebo nějakou umělou tkaninu. Balónek tak získá elektrický náboj. Když jej přiblížíte k papírkům na stole, přitáhne si je.

Př.3.: A co tak klouzačka? Nestalo se vám, že když jste se sklouzli na plastové klouzačce po břichu, dole vám stály na hlavě vlasy? Podobně se můžete nabít statickou elektřinou, když se válíte po trampolíně. Stojí vám pak na hlavě vlasy a když se pak dotknete, někoho kdo se neválel, přeletí mezi vámi jiskra, prskne to a kopne.

No a profi zařízení na výrobu statické elektřiny se nazívá Van der Graaffův generátor. Uvnitř běhá do kola pásek který se otírá v koulu a tím ji nabíjí. A o něm je video níže.