ŠTA JE STRUJA?
Struja je ono čega se većina ljudi plaši, zar ne? Struja je ono što nas vidimo, a u stvari ne vidimo. Struja je kurva koja ne daje svakome.
Struja može biti:
- jednosmerna (DC): elektroni se kroz žicu ili električno kolo kreću u jednom smeru.Oznaka je DC- Direct Current
- naizmenična (AC): elektroni se kreću u jednom pa u drugom smeru, u ciklusu koji se neprestano ponavlja. Oznaka je AC-Alternating Current
Struja je usmereno kretanje elektrona korz provodnik ili polu-provodnik. A šta je sad pa to? Počnimo redom. Za struju nam je potreban elektron. Zato i zovemo elektronika valjda. Gde se nalaze elektroni? U atomu. Šta još ima u atomu nama bitno? Proton. Elektroni i protoni imaju istu količinu naelektrisanja, ali su suprotnog polariteta-elektoni imaju negativno, a protoni pozitivno naelektrisanje.Suprotna naelektrisanja se privlače. Isti princip privlačenja imate kod magneta npr. Privlačenje elektrona i protona u mikroskopskim razmerama deluje kao lepak i sprečava nestajanje materije. Što nam onda nisu bitni protoni toliko koliko elektroni? Pa protoni su po prirodi relativno nepokretni, dok elektrone “ne drži mesto”. Oni mogu (i to često rade) prelaziti s jednog “objekta” na drugi. Protoni su bitni kod jednosmene struje zbog kretanja od minusa ka plusu, ali o tome ćemo kasnije. U suštini su manje bitni za koncept struje, ali se moraju pominjati. Primeri za kretanje elektrona su nam poznati iz svakodnevnog života. Munja je “šetnja” elektrona između oblaka i površine zemlje. Takođe kad nas “pecne” struja kad prošetamo vunenim tepihom pa pipnemo kvaku.
Znači struja je usmereno kretanje negativno naelektrisanih čestica (elektrona) kroz provodnik ili polu-provodnik.
Ajmo sad da vidimo šta je provodnik (polu-provodnik izraz više nećemo koristiti. To je provodnik koji slabije provodi struju i ništa više od toga). Provodnik je materijal kroz koji najbolje “putuju” elektroni tj. kroz koji najlakše prolazi. Nisu naravno svi materijali dobri provodnici. Neki su auto-putevi, neki su magistralni putevi, a neki su seoski letnji putevi. Proći će elektron kroz svaki provodnik, ali neće istom brzinom. Provodnicima se smatraju svi materijali koji imaju provodljivost približno 107 S/m (S- Siemens, jedinica provodljivosti). Najbolji provodnici su metali i voda. Zbog odnosa cene i kvaliteta, najčešće se koriste bakar i aluminijum kao provodnici (zlato je skupo da se stavlja u kablove). Kad već imamo provodnike, potrebno nam je nešto da malo i usporimo elektrone. Takve materijale zovemo izolatori. To su materijali sa velikom otpornošću. Materijali koji se najčešće koriste kao izolatori su guma i plastika, dok se mogu koristiti i vakum, staklo keramika i sl.
Osnovna definicija struje je opisana u Omovom zakonu. Tu se kaže da je struja jednaka količniku napona i otpora u električnom polju I=U/R gde je I jačina struje, U napon a R otpror. Jedinica za struju je Amper (A), za napon Volt (V) a za otpor Om (Ω). Šta sad to pa znači? Vratićemo se na Omov zakon.
Najlakše se struja objašnjava kad se poredi sa vodom odnosno hidrauličnom analogijom. Zamislimo da je struja voda i da se kreće u reci. Tako, napon se izjednačava sa nagibom reke, dok se struja izjednačava sa zapreminom (aj da kažemo protok) vode u reci. Električna struja visokog napona ali vrlo male amperaže, može se posmatrati kao uska, mala rečica koja teče gotovo okomito, poput veoma tankog vodopada. Takav potočić ima malo potencijala da vas zaista povredi. Ali velika reka sa puno vode (amperaže) može vas udaviti čak i ako je brzina toka (voltaža)
Zapamtite, struja ubija a ne napon. Osnova svake zaštite je da zapamtite ovo. Bitno je da znate koliko je napon i da li je jednosmerni ili naizmenični. U zavsinosti od drugih vrednosti (struja, otpor tela i sl.) zavisi i koliko je dovoljan napon da te ubije. U suštini se smatra da je opasan napon od 50 VAC (Volti naizmenične struje), ili 100 VDC (Volti jednosmerne struje). Takođe jednosmerni napon zna da bude opasniji, iako se smatra da je bezbedniji.
Ajmo da teoretišemo opet i vratimo se na Omov zakon. Izračunavanje jačine struje se definiše Omovim zakonom i preko njega se u suštini kasnije sve jedinice i vrednosti definištu. Napon je razlika potencija na krajevima provodnika. Šta pa sad to znači? Uzećemo običnu baterju za primer. Ako stavite neki uređaj za merenje elektro komponenti (najpopularniji nazivi su Unimer, Instrument i sl.) na vrh i dno baterije trebalo bi da prikaže napon (1,5 VDC najčešće, može biti i 3 VDC i 9 VDC). To pod uslovom da je baterija ispravna. Merenje napona se najčešće koristi kao metoda za utvrđivanje prisutnosti struje. Stave se krajevi mernog instrumenta na tačke koje merimo i onda se utvrđuje prisutnost napona. U slučaju da se izmeri neka veličina napona (jednosmersnog ili naizmeničnog svejedno) tu postoji i strujno polje. Napon se prostim jezikom opisuje kao pobuda za pokretanje struje. Napon služi da počne delovanje strujnog polja. Otpor, kao što mu ime kaže, služi da smanji snagu struje.
A gde nastaje elektricitet? Elektricitet nastaje kada napon usmerava tok električne struje kroz provodnik. Postoji mnogo izvora elektriciteta. Da bismo olakšali život, ovde ćemo spomenuti tri izvora električne struje: Baterije (akumulatori), “gradska” električna mreža i solarne ćelije.
Baterije (akumulatori) stvaraju naelektrisanje elektrohemijskom reakcijom. Suprotna nalektrisanja nastaju kada se dva različita metala postave u određenu hemikaliju. Da ne bismo detaljisali bespotrebno, verujte na reč da se u bateriji desi elektrohemisjka rakcija koja dovodi do stvaranja električne struje. Baterije imaju dva kraja tj. pola, što je drugi naziv za parče metala za koji možete pričvrstiti kraj žice. U bateriji napon “potiskuje” elektrone kroz žicu od negativnog pola baterije ka pozitivnom. Baterijia je uređaj koji koristi jednosmernu struju. U praksi, primena jednosmerne struje je uglavnom ostala na baterijama i sličnim uređajima.
