8 miesięcy temu

10 najczęstszych błędów w myśleniu o prądzie

Czy na pewno dobrze pamiętacie ze szkoły lekcje fizyki? Czy wasza wiedza o elektryczności jest zgodna z prawami fizyki?

Zdjęcie: pexels CC0

Prezentujemy 10 najczęstszych błędów w myśleniu o prądzie.

Baterie przechowują ładunek elektryczny lub elektrony

Zapytaj samego siebie “czym jest bateria?” Bardzo często odpowiedź brzmi, że przechowuje ona energię elektryczną, być może w formie elektronów pływających w środku?

Jest to jednak dalekie od prawdy. Wewnątrz akumulatora znajduje się chemiczna zupa – elektrolit umieszczony pomiędzy dwoma terminalami (elektrodami): dodatnią i ujemną stroną akumulatora.

Kiedy bateria jest połączona z urządzeniem (powiedzmy latarką), elektrolit jest chemicznie przetwarzany w jony, a więc atomy posiadające protony i elektrony. Dodatnia elektroda uwalnia z siebie elektrony, które są przyciągane przez ujemny biegun baterii, wędrujące obwodem z plusa do minusa. Po drodze znajduje się zaś urządzenie (latarka), które jest zasilane wędrującymi elektronami.

Tradycyjna bateria cynkowo-węglowa. Źródło: zbierajbaterie.pl

Ogniwa wtórne, których działanie jest oparte na tej samej zasadzie co baterii jednorazowych, jednakże procesy chemiczne zachodzące wewnątrz akumulatorów mogą zostać odwrócone poprzez ładowanie. W wyniku ładowania, akumulatory odzyskują pierwotne właściwości. Źródło: zbierajbaterie.pl

Napięcie zależy od grubości kabla

Zdjęcie: pexels CC0

Na chłopski rozum, im grubszy kabel tym więcej prądu może przewodzić, ponieważ szersza droga oznacza mniejszy opór. Podobnie jak trzy pasmowa autostrada pomieści więcej samochodów niż jednopasmówka. Jednak prąd elektryczny zachowuje się inaczej.

Prąd może być porównany do rzeki: w szerokim punkcie rzeka jest spokojna i płynie powoli, w momencie zwężenia nurt jest znacznie szybszy, ale wciąż ta sama ilość wody (oraz energii) przepływa przez dowolny dany punkt.

Elektryczność nie ma masy ani wagi

Ponieważ nie widzimy prądu gołym okiem zakładamy, że jest to po prostu energia przechodząca z punktu A do B, nieposiadająca wagi ani masy. Jednak energia elektryczna nie jest tylko formą niewidzialnej energii, ale jest przepływem cząstek – naładowanych elektronów, z których każdy ma swoją masę i wagę.

Jest ona jednak bardzo trudna do wykrycia, ponieważ ciężar elektronów ma mikroskopijną skalę, a ponieważ obwód jest zamknięty elektrony cyrkulują (patrz wcześniejszy podpunkt) i nie da się ich “złapać” w jednym miejscu.

Porażenie prądem niskiego napięcia jest bezpieczne

Gniazda elektryczne są ogromnym problemem dla rodziców wychowujących małe dzieci, nie wahamy się jednak dawać dzieciom zabawek z bateriami. Tylko wysokie napięcie jest niebezpieczne, prawda? Nie!

Nie tyle napięcie, co natężenie prądu (mierzone w amperach) ma moc zabijania i wyrządzania szkód. W odpowiednich warunkach nawet 12 V bateria (taka jak akumulator samochodowy) może spowodować poważne szkody, a w skrajnych przypadkach śmierć.

Guma i drewno izolują prąd

Podczas wykonywania jakichkolwiek prac elektrycznych w domu, pierwszą czynnością jest zdjęcie pierścionków, biżuterii oraz założenie gumowych rękawic i butów. Chociaż jest to dobry pierwszy krok, nie jest to wystarczające zabezpieczenie aby zapobiec wypadkom.

Do pewnego stopnia przedmioty codziennego użytku są przewodnikami zamiast izolatorami (chyba, że jest zaznaczone inaczej). Czysta guma jest doskonałym izolatorem jednak większość gumowych butów, rękawic i innych towarów rzadko wytworzona jest z czystej gumy – są zmieszane z dodatkami dla lepszej wytrzymałości i trwałości produktu. Nawet drewno, jeśli jest mokre, może być przewodnikiem prądu.

Generator produkuje prąd

Jest to świetne rozwiązanie do domku w głuszy. Agregat zamienia energię mechaniczną w energię elektryczną. Agregat nie wytwarza jednak elektronów. Włączone urządzenie powoduje, że elektrony już obecne w przewodach wędrują przez obwód.

Pracę generatora można porównać do pracy serca – nie tworzy ono krwi, lecz jedynie tłoczy ją, rozprowadzając po ciele. Podobnie generator ułatwia przepływ elektronów, ale nie tworzy ich.

Prąd to przepływ samych elektronów

Choć energię elektryczną możemy ogólnie opisać jako „przepływ elektronów przez przewodnik”, nie jest to do końca prawda. Rodzaj przepływu prądu elektrycznego w przewodniku zależy wyłącznie od przewodnika.

W przypadku plazmy, neonów, lamp fluorescencyjnych i błyskowych używana jest sprytna kombinacja przepływających protonów i elektronów. W innych przewodnikach takich jak elektrolity, słona woda, lód i kwas siarkowy prąd elektryczny jest przepływem pozytywnych jonów wodorowych.

Prąd porusza się z prędkością światła

Prąd kojarzymy z piorunami, często więc, szczególnie gdy jesteśmy mali, generujemy w sobie błędne przekonanie, że elektrony i prąd poruszają się z prędkością zbliżoną do prędkości światła.

Chociaż prawdą jest, że fale elektromagnetyczne przemieszczają się po przewodzie w tempie od 50 do 99 procent prędkości światła, należy wiedzieć, że rzeczywiste elektrony poruszają się bardzo powoli, nie więcej niż kilka centymetrów na sekundę.

Linie wysokiego napięcia są izolowane

Zdjęcie: Slava Bowman | unsplash CC0

Większość kabli i przewodów, z którymi mamy kontakt w codziennym życiu (do ładowarek, lamp, przewodów rozruchowych) jest dobrze izolowana gumą lub tworzywem sztucznym. Łatwo więc można przyjąć za pewnik, że linie wysokiego napięcia również są zabezpieczone. Nie jest to jednak prawda.

Dlaczego więc ptaki siedzące na kablach nie są rażone prądem? Są w stanie przeżyć dlatego, że nie dotykają ziemi przez co zachowana jest równowaga ładunków elektrycznych.

Ponieważ izolacja jest bardzo droga większość naziemnych kabli elektrycznych jest niezabezpieczona i może przewodzić prąd od 1000 do 700 000 woltów.

Prąd statyczny jest inny niż dynamiczny

Zabawa prądem statycznym jest naszą codziennością – elektryzujące się włosy, czy drobne ładunki przechodzące podczas uścisków dłoni. Wielu ludzi sądzi, że jest to inny prąd niż ten, który napędza nasze codzienne życie.

Jednak jedyną różnicą pomiędzy prądem dynamicznym, a statycznym jest to, że pierwszy ma stały przepływ, podczas gdy drugi jest natychmiastowo wyrównywany.

Prąd w gniazdku to pole elektromagnetyczne, które oczekuje na transfer za pośrednictwem elektronów w przewodzie. Raz podłączony, prąd jest stały i nie zmienia się aż do chwili, gdy kabel zostanie odłączony. Z drugiej strony elektryczność statyczna zaistnieje, gdy dwa przewodniki o różnych ładunkach zbliżą się do siebie. Gdy przestrzeń pomiędzy nimi stanie się na tyle mała, by ładunek utworzył pomost, powstanie łuk energii elektrycznej by wyrównać dwa ładunki.