Elektriskā strāva.
Mūsu dzīve nav iedomājama bez elektroenerģijas izmantošanas. Elektroenerģiju patērē tramvaji, trolejbusi, elektrovilcieni.
Ar elektrību darbojas visdažādākās ierīces un iekārtas rūpnīcās. Arī apgaismojumam un gaismas reklāmām izmanto elektriskās spuldzes. Radiouztvērēji, televizori, telefoni, datori un daudzas citas ierīces nevarētu darboties, ja tiem nepievadītu elektroenerģiju. Elektroenerģiju ražo elektrostacijās, un līdz patērētājiem tā nokļūst pa elektropārvades līnijām – vadiem.
Strāvas avotos dažāda veida enerģija pārvēršas elektroenerģijā. Hidroelektrostacijā uzkrātās ūdens masas potenciālā enerģija pārvēršas elektroenerģijā. Termoelektrostacijā elektroenerģiju iegūst, sadedzinot kurināmo un pārvēršot siltumu turbīnas mehāniskajā enerģijā, kas savukārt, darbinot ģeneratoru, pārvēršas elektroenerģijā.
Metālos, brīvo vērtību elektroni var pārvietoties elektriskā lauka ietekmē. Ja metāla stieni ievieto elektriskajā laukā, gandrīz visi vērtības elektroni uzsāk kustību. Elektriskā spēka līnijas pieņemts novilkt tādā virzienā, kādā lauks darbojas uz pozitīvi lādētu daļiņu. Metālos elektroni pārvietojas pretēji pieņemtajam lauka spēka līniju virzienam, jo tiem ir negatīvs lādiņš. Lādēto daļiņu orientētu kustību sauc apr elektrisko strāvu. Metālos elektriskā strāva ir brīvo elektronu plūsma. Gāzēs un šķīdumos elektriskais lauks darbojas uz vielas joniem, izraisot to kustību. Joni ir gan pozitīvi, gan negatīvi. Tie gāzē var veidoties, apstarojot elektriski neitrālas gāzes molekulas ar radioaktīvu starojumu, rentgenstariem, ultravioletajiem stariem, kā arī karsējot gāzi. Joni var izveidoties arī vielu šķīdumos ūdenī. Sāļu, sārmu un skābju molekulas ūdenī sadalās jonos. Viela, kuru molekulas, ūdenī šķīstot, sadalās jonos, sauc par elektrolītiem. Elektriskā lauka iedarbībā pozitīvie un negatīvie joni pārvietojas pretējos virzienos. Elektriskais lauks izplatās ar ātrumu aptuveni 300 000 km/s, bet elektronu un jonu kustības ātrums ir daudz mazāks. Elektriskās spuldzes acumirklīga iekvēlošanās notiek tādēļ, ka elektronu kustība sākas vienlaikus visā vadītāja posmā, kas tik pakļauts elektriskā lauka iedarbībai.
Ikdienā izmanto arī pārnēsājamu strāvas avotu – kabatas bateriju, kas ievietota īpašā ietvarā kopā ar spuldzīti un slēdzi. Kabatas baterijā elektrisko enerģiju iegūst ķīmisku reakciju rezultātā, tā saucamajā sausajā galvaniskajā elementā. Tas sastāv no cilindriska cinka trauka, kurā nostiprināts ogles stienītis. Stienītis ievietots audekla maisiņā, kas piepildīts ar mangāna oksīda un ogles maisījumu. Galvaniskā elementa cinka cilindrā iepilda klīsteri, kuru pagatavo no miltu, ožamā spirta un cinka hlorīda maisījuma. Cinka trauku parasti aizlej ar piķa kārtu. Cinka cilindrs ir galvaniskā elementa negatīvais pols, ogles stienītis – pozitīvais pols. Starp galvaniskā elementa poliem rodas aptuveni 1,6V spriegums. Savienojot vairākus galvaniskos elementus virknē (viena elementa pozitīvo polu savieno ar nākamā elementa negatīvo polu utt.), var izveidot bateriju, kurai ir augstāks spriegums nekā atsevišķam elementam. Dažādu konstrukciju miniatūrus galvaniskos elementus izmanto kā elektriskās enerģijas avotus rokas pulksteņos, kabatas skaitļotājos, automātiskajos fotoaparātos. Galvanisko elementu darbības nepilnība ir tā, ka tajos notiekošās ķīmiskās reakcijas ir neatgriezeniskas. Līdz ar to izmantotais galvaniskais elements praktiski vairs nav izmantojams.
Akumulatori
Zināmas priekšrocības ir akumulatoriem – galvaniskajām ierīcēm, kurās, pievadot elektroenerģiju, iespējams uzkrāt ķīmisko enerģiju. Ķīmisko enerģiju jebkurā brīdī var pārvērst elektroenerģijā. Svina akumulatorā spriegums starp negatīvo un pozitīvo polu ir 2V. Lai iegūtu automobiļa darbībai nepieciešamo12V spriegumu, ,akumulatorus savieno baterijā. Viena akumulatora pozitīvo polu savieno ar nākamā akumulatora negatīvo polu utt. Saslēdzot virknē 6 akumulatorus, iegūst akumulatoru bateriju ar 12V spriegumu. Dažādu veidu akumulatorus izmanto autotransportā, traktoros, lidmašīnās, elektrovilcienos, zemūdenēs un citur.
Bez svina jeb skābes akumulatoriem plaši izplatīti ir arī sārma akumulatori, kuru darbības princips ir līdzīgs.
Svarīga nākotnes problēma ir elektroenerģijas iegūšana ar videi nekaitīgām metodēm, izmantojot fotoelementus un termoelementus. Apgaismojot fotoelementu ar elektrisko spuldzi, rodas elektriskā strāva. Strāvu var konstatēt ar īpašu mērierīci – galvanometru. Fotoelementu baterijas plaši izmanto kā elektroenerģijas avotu kosmosa kuģos, kosmiskajās stacijās, elektroniskajās iekārtās, kabatas skaitļotājos, fotoaparātu eksponometros u.c. Atsevišķus fotoelementus savienojot elektriskajās shēmās, iegūst strāvas avotu, kas nodrošina kosmosa kuģi ar nepieciešamo enerģiju.
Elektroenerģiju var iegūt arī, sildot divu dažādu metālu kontaktvietu. Tādu ierīci sauc par termoelementu. Savienojot termoelementus kombinētās shēmās, var iegūt elektroenerģiju, kas pietiekama elektrisko ierīču darbināšanai. Atsevišķus termoelementus izmanto temperatūras mērīšanai.
