Električna struja dolazi u dvije varijante: izmjenična i istosmjerna, skraćeno AC i DC. Obje vrste imaju svoje specifične namjene u pogledu proizvodnje i upotrebe energije, iako je izmjenična struja češća vrsta električne struje u kući. Razlika je u tome što istosmjerna struja teče samo u jednom smjeru, dok izmjenična struja brzo mijenja smjer.
Električna energija je protok elektrona
Električna energija rezultat je kretanja elektrona. U svim se tvarima negativno nabijeni elektroni u atomima nasumično kreću. Kad elektroni počnu teći u određenom smjeru unutar tvari ili od jednog predmeta do drugog, rezultat je elektricitet. Kretanje elektrona može se iskoristiti za energiju. Pomicanje elektrona događa se kada se dva predmeta trljaju i elektroni prenose s jednog na drugi, što je statički elektricitet. Kad elektroni teku u struji, poput provodnika kroz vodič poput bakrene žice, električna energija naziva se električna struja.
Kako struja zapravo teče?
Električna struja je protok elektrona, ali elektroni ne skaču izravno s početne točke struje do odredišta. Umjesto toga, svaki se elektron pomiče na kratku udaljenost do sljedećeg atoma, prenoseći svoju energiju na elektron u tom novom atomu, koji skače na drugi atom, i tako dalje. Pojedinačni se elektroni ne kreću brzo, već se sama struja kreće brzinom svjetlosti. Protok struje zagrijava vodič. Ovaj mehaničar proizvodi svjetlost u žaruljama i toplinu u električnim pločama za kuhanje.
Istosmjerna i izmjenična struja
Istosmjerna struja je električna struja koja teče samo u jednom smjeru. Uobičajeno mjesto za pronalaženje istosmjerne struje su baterije. Baterija se prvo puni istosmjernom strujom koja se zatim transformira u kemijsku energiju. Kada se baterija koristi, kemijsku energiju pretvara natrag u električnu u obliku istosmjerne struje. Baterijama je potrebna jednosmjerna struja da bi se napunile i one će proizvoditi samo istosmjernu struju.
Za proizvodnju izmjenične struje potreban vam je induktivni generator. Engleski fizičar Michael Faraday otkrio je elektromagnetsku indukciju, a Nikola Tesla u zajedno s tvrtkom Westinghouse, razvili su velike indukcijske generatore koji napajaju civilizacija danas. Budući da indukcijski generator ima rotirajući rotor, proizvedena električna energija mijenja smjer jednom i natrag sa svakim ciklusom rotora. U Sjedinjenim Državama razdoblje ovog ciklusa standardizirano je na 60 herca.
Izmjenična struja osvaja dan
Kada se električna energija proizvodi u velikim razmjerima, poput one u elektrani, ona ima opasno visok napon koji se mora spustiti na kraju korisnika. To je lakše učiniti s izmjeničnom strujom nego s istosmjernom strujom. Međutim, to nije glavni razlog što je AC trenutni izbor za domaću potrošnju. Krajem 19. stoljeća, borba između industrijskih proizvođača Westinghouse i General Electric, koja je promovirana Istosmjerna struja završila je u korist Westinghousea kada je uspješno pokrenuo svjetski sajam u Chicagu 1893. godine koristeći AC Trenutno. Od tada, kuće naizmjenične struje i sve ostalo što vuče struju u dalekovodima.
