Zdroje napětí

Elektrický zdroj je zařízení, které přeměňuje jiný druh energie na elektrickou energii.

Podle druhu energie můžeme zdroje rozdělit na:

• chemické zdroje (galvanické články), 
• mechanické zdroje - generátory (dynamo, alternátor),
• tepelné zdroje - termoelektrický článek,
• fotoelektrické zdroje - Fotovoltaický článek (sluneční článek),
• fyziologické zdroje - elektroplaxy rejnoka, paúhoře.

Chemické zdroje

Mohou být:

• jednorázové (primární) - po spotřebování se energie nedá obnovit, např. Voltův článek, salmiakový článek, alkalický článek,
• dobíjitelné (sekundární) - po spotřebování energie se dají opětovně nabít, např. olověný akumulátor, alkalický akumulátor.

Galvanický Voltův článek

První zdroj trvalého elektrického napětí byl sestrojen počátkem 19.století italským fyzikem Alessandrem Voltou. Dnes se již nepoužívá.

Skládá se z měděné a zinkové elektrody (desky) vložené do roztoku kyseliny sírové (elektrolyt). Elektrická energie v nich vzniká při chemických reakcích. 

Připojíme-li mezi elektrody voltmetr, naměříme napětí. Napětí Voltova článku je asi 1 V.

Obr. 1: Galvanický článek

 

Suchý salmiakový článek (monočlánek)

Je nejpoužívanějším galvanickým článkem.

Kladným pólem je uhlík, záporným zinkový kalíšek. Elektrolytem je salmiak, tj. chlorid amonný, který se zahušťuje, aby z článku nevytékal. Napětí jednoho článku je 1,5 V.

1 - uhlík 2 - zinek

Obr. 2: Monočlánek

Galvanické články lze sestrojit i z jiných kovů.

! Mají omezenou životnost a jejich napětí postupně klesá.

 

Akumulátory

Lze je mnohokrát nabíjet a vybíjet.

Při sestavení mezi elektrodami není napětí, a proto musíme akumulátor nejprve nabít tak, že na elektrody připojíme zdroj napětí.

Teprve potom jej můžeme použít jako zdroj napětí. Proto ho nazýváme sekundární (druhotný) článek.

Po připojení k uzavřenému elektrickému obvodu se pak akumulátor vybíjí.

 

Olověný akumulátor

Je tvořený roztokem kyseliny sírové, do které jsou vloženy dvě olověné elektrody.

Při nabíjení se kladná elektroda pokryje hnědou vrstvou oxidu olovičitého.

Obr. 3: Akumulátor

Podle druhu elektrod se používají i jiné druhy akumulátorů, např. oceloniklový (NiFe) nebo niklokadmiový (NiCd) a pod.

Každý akumulátor je schopen pojmout určitý největší elektrický náboj, má tedy tzv. kapacitu:

               

Kapacita (C) tedy závisí na tom, jak dlouho (t) a jaký proud (I) odebíráme z akumulátoru.

 

Generátory

Pracují na principu elektromagnetické indukce. Tento princip je základem točivých generátorů. 

Při pohybu magnetu uvnitř cívky se v cívce indukuje napětí. Praktická výroba elektrické energie je zpravidla realizována rotačním způsobem v alternátorech a je podstatně složitější.

Obr. 4: Princip generátoru

 

Fotočlánky

Při osvětlení vznikají v tenké křemíkové destičce volné elektrony, které jsou přitahovány k jedné straně vnitřní závěrné vrstvy křemíkové destičky.

Obr. 5: Princip fotočlánku

 

 

Zdroje

• BLAHOVEC, A. Elektrotechnika I. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1995. ISBN 80-85427-72-9.
• TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.
• VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.
• -85427-72-9.

Obrázky

• Obr. 1: VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.
• Obr. 2: VOŽENÍLEK, Ladsilav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.
• Obr. 3: VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. Vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.
• Obr. 4: TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.
• Obr. 5: TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.
• Obr. 6: GES-ELECTRONICS, obchodní společnost v oboru elektronických součástek.[online]. [cit.10.1.2015]. Dostupné na www. http://www.ges.cz/cz/gp-27a-alkacel-GES07602318.html.
• Obr. 7: KUSALA, J. Součást vzdělávacího programu Svět energie, 2003.[online]. [cit.20.12.2014]. Dostupné na www. http://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/zaj4.htm.