Источники тока
Автор naturalscience.ru   

С кратковременным электрическим током мы уже сталкивались неоднократно. Например, соединяя проволокой заряженный и незаряженный электроскопы, мы создавали в ней направленное движение электронов (§ 9-д). В трубке с раствором соли мы создавали направленное движение ионов (§ 9-е). Познакомимся теперь с устройствами, предназначенными для создания в проводниках длительного электрического тока.

Известно множество разновидностей источников тока. Простейшие из них - гальванические элементы (1). Они превращают свою внутреннюю энергию в электроэнергию. Аналогичное превращение энергии происходит и в аккумуляторах (3). Однако после того как энергия аккумулятора иссякнет, его можно вновь зарядить, и он опять будет служить источником тока. Образно выражаясь, обычные гальванические элементы - это "одноразовые", а аккумуляторы - "многоразовые" источники тока.

Кроме отдельных аккумуляторов и гальванических элементов часто встречаются их батареи - несколько элементов, соединенных вместе. Цифрой 2 обозначена батарея гальванических элементов, а цифрой 4 - батарея аккумуляторов.

На лабораторных работах в качестве источников тока вы будете применять выпрямители. Цифрой 5 на рисунке обозначен выпрямитель (блок питания), служащий источником тока для некоторых современных электронных приборов - радиоприемников, магнитофонов, радиотелефонов.

Известны также такие источники тока как термоэлементы и пьезоэлементы. Первые из них работают за счет подводимой к ним тепловой энергии, а вторые - за счет потенциальной энергии, возникающей при их деформации.

На космических кораблях, а также в бескрайних просторах пустынь для получения электроэнергии используют фотоэлементы (иначе их называют "солнечными" батареями). Они превращают энергию солнечного излучения в электрическую энергию.

На электростанциях используют индукционные генераторы. Они работают за счет кинетической энергии движущейся воды или пара.

Любой источник тока обязательно имеет не менее двух полюсов - металлических проводников, предназначенных для присоединения потребителей электроэнергии. Например, аккумулятор или "батарейка" имеют два полюса: положительный и отрицательный. Они обозначены знаками "+" и "-". На положительном полюсе - недостаток электронов, на отрицательном - их избыток. Цель работы любого источника тока состоит в долговременном поддержании неодинаковой электризации его полюсов.

Рассмотрим это на конкретном примере. Присоединим к "батарейке" лампочку от карманного фонарика. Избыточные электроны, имеющиеся на отрицательном полюсе, в момент соединения контактов побегут через лампочку к положительному полюсу батарейки. Это приведет к частичной нейтрализации его заряда. Поэтому если внутри батарейки электроны не будут вновь попадать на отрицательный полюс, ток через лампочку быстро прекратится.

Обратите внимание: снаружи источника тока электроны движутся от "-" к "+", как и должны двигаться отрицательные частицы, находящиеся в электрическом поле. Однако внутри источника тока электроны движутся от "+" к "-". Такое движение вопреки действию поля возможно лишь благодаря затратам какой-либо энергии. В "батарейках" и аккумуляторах такой энергией является их внутренняя энергия, высвобождающаяся за счет химических реакций.