Okiełznanie energii elektrycznej było jednym z najważniejszych osiągnięć cywilizacyjnych ludzkości. Otworzyło ono drogę dla niezliczonej ilości wynalazków, które bezpowrotnie poprawiły większość aspektów naszego życia. Od żarówek, które wyparły świece i lampy naftowe, po kuchenki elektryczne precyzyjnie przekazujące ciepło, dzięki którym nie trzeba rozpalać ognia za każdym razem, gdy chcemy coś ugotować.
Czym jest jednak energia elektryczna? Żeby odpowiedzieć na to pytanie, należy najpierw poznać budowę jednego z najmniejszych składowych wszechświata – atomu.
W uproszczeniu, atomy składają się z dwóch elementów: jądra (o dodatnim ładunku elektrycznym) oraz orbitujących wokół niego elektronów (o ujemnym ładunku elektrycznym). W bazowej sytuacji dodatni ładunek jądra równoważy się z ujemnym ładunkiem elektronów, ale atomy z różnych powodów mogą utracić lub zyskać elektrony, co powoduje zmianę ładunku eklektycznego. Nie trwa to jednak nieskończoną ilość razy, ponieważ atomy dążą do wyrównania swoich ładunków, przekazując elektrony z miejsc, gdzie jest ich więcej do miejsc, gdzie ich mniej. Ten właśnie kontrolowany i ukierunkowany przepływ elektronów nazywamy prądem elektrycznym.
Znając już podstawy działania prądu, warto rozważyć, skąd się on bierze. Zdecydowana większość prądu powstaje dzięki wykorzystaniu generatorów prądotwórczych. Są to urządzenia zamieniające – przeważnie – energię mechaniczną na elektryczną, w większości przypadków wykorzystując indukcję elektromagnetyczną. Obrotową energię mechaniczną można uzyskać na wiele sposobów, np. wykorzystując przepływ wody w rzekach czy wiatr, napędzając turbiny parowe, wykorzystując spalanie paliw lub reakcje jądrowe do nagrzewania wody.
Z kolei indukcja elektromagnetyczna to zjawisko powstawania siły elektromotorycznej na skutek zmian pola magnetycznego, które można uzyskać, poruszając magnesem względem przewodnika.
Indukcja elektromagnetyczna coraz częściej wykorzystywana jest do bezprzewodowej transmisji prądu. Dzięki niej możemy ładować telefony, zegarki czy szczoteczki do zębów bez konieczności podłączania ich; wystarczy, że ładowarka będzie generować zmienne pole magnetyczne, a zasilane urządzenia będą w stanie działać jak małe generatory.
Obecnie opracowywane są również rozwiązania pozwalające integrować takie generatory pola na większą skalę, do mebli. Takie rozwiązanie pozwoliłoby ograniczyć rozmiar (a co za tym idzie – wagę) baterii w urządzeniach, czyniąc je bardziej ergonomicznymi, a brak potrzeby ręcznego ładowania znacząco poprawiłby komfort ich użytkowania.
Autor: Paweł Olszewski
Dla tych, którzy chcą wiedzieć więcej:
Linki do źródeł:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Energia_elektryczna
https://en.wikipedia.org/wiki/Electricity
https://pl.wikipedia.org/wiki/Bezprzewodowa_transmisja_energii
https://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_transfer
https://pl.wikipedia.org/wiki/Atom
