Vypracovala : B. Horváthová
Elektrický zdroj je zariadenie medzi ktorého dvoma časťami, pólmi, je aj po pripojení vodiča udržovaný rozdiel potenciálov alebo napätia. Elektrický zdroj nazývame tiež zdroj napätia. Póly pripravené na praktické pripojenie vodiča sa nazývajú svorky zdroja. Medzi svorkami zdroja vznikne napätie, ak jedna svorka bude obsahovať menej voľných elektrónov ako druhá. Vo vnútri zdroja musia pôsobiť sily, ktoré prekonávajú elektrostatické sily utvoreného elektrického poľa medzi nabitými svorkami.
V elektrickom zdroji sa premieňa určitý druh energie na elektrickú.
Pohyb nabitých častíc vnútri zdroja vyvolaný pôsobením neelektrostatických síl sa skončí, ak sa veľkosti elektrostatických a neelektrostatických síl rovnajú.
Vo vonkajšej časti obvodu sa nosiče náboja pohybujú pôsobením elektrickej sily. Pri prenose náboja Q vykonajú tieto sily prácu W = Q.U. Vo vnútri zdroja pôsobí neelektrostatická sila, ktorá pri prenose tohto náboja vykoná prácu Wn = Q.Ue,Ue je elektromotorické napätie zdroja. Ak je zdroj zaťažený platí: Wn ≥ W => Ue ≥ U.
Pripojením kovového vodiča na elektricky nabité svorky A,B vzniká vo vodiči elektrické pole, ktoré spôsobuje usporiadaný pohyb voľných elektrónov vo vodiči od svorky B k svorke A . Na svorkách sa začne zmenšovať počet prebytočných nábojov. Dochádza k zoslabeniu elektrického poľa vnútri zdroja, čiže sa poruší rovnosť veľkosti elektrostatických síl. V dôsledku toho, že na chvíľu prevládajú neelektrostatické sily, vo vnútri zdroja začne prebiehať pohyb voľných častíc s nábojom, ktorý obnovuje elektrické náboje na svorkách zdroja. Takto sa trvalo udržiava elektrický prúd. Keď elektrický obvod nie je pripojený na zdroj, zdrojom prúd neprechádza a elektromotorické napätie sa rovná rozdielu elektrických potenciálov medzi svorkami zdroja. Podľa druhu neelektrostatických síl poznáme rôzne druhy zdrojov:
V elektrochemickom zdroji neelektrostatické sily vznikajú chemickou reakciou elektród s elektrolytom napr. galvanický článok, akumulátor.
Na obrázku je galvanický článok, pekné video k nemu je na adrese: http://www.youtube.com/watch?v=A0VUsoeT9aM
Galvanický článok je zdroj jednosmerného napätia, ktorý sa skladá z elektrolytu a dvoch chemicky odlišných elektród.
Príkladom galvanického článku je Daniellov článok. Skladá sa zo zinkovej elektródy ponorenej do vodného roztoku ZnSO4 a medenej elektródy ponorenej do vodného roztoku CuSO4. Oba roztoky sú od seba oddelené pórovitou stenou, ktorá zabraňuje zmiešaniu roztokov, ale umožňuje prechod iónov. Elektromotorické napätie tohto článku je približne 1,1V.
Praktický význam majú suché články. Používajú sa na napájanie tranzistorových rádioprijímačov. Kladnou elektródou suchého článku je uhlíková tyčka s mosadznou čiapočkou. Je obalená zmesou burelu a koksu, ktorá pôsobí ako depolarizátor. Takto upravená elektróda je ponorená do salmiaku zahusteným škrobovým mazom. Všetko je uložené v zinkovej nádobke tvaru valčeka. Valček je súčasne zápornou elektródou. Zhora je článok zaliaty asfaltom. Tri články spojené za sebou tvoria plochú batériu.
Vo fotoelektrickom zdroji vzniká napätie vzájomným pôsobením svetla s elektrónmi v kovoch alebo polovodičoch. Príkladom je fotočlánok.
V termoelektrickom zdroji je využitý poznatok, že napätie, ktoré vzniká na spoji dvoch rozličných kovov závisí od teploty spoja. Zdroj sa nazýva termočlánok.
Úlohy:
1) Charakterizujte elektrický zdroj.
2) Ako rozdeľujeme elektrické zdroje podľa neelektrostaických síl.
3) Kde sa používajú suché články a z čoho sa skladajú.
Použitá literatúra:
Svoboda, Baník – Fyzika pre 2.ročník gymnázia
Tarábek a kol. – Zmaturuj z fyziky