Пређи на главни садржај

Наизменична струја

Рат струја који се водио између Николе Тесле и Џорџа Вестингхауса с једне стране и компаније чији је власник био Томас Едисон указује да и утицајни људи могу да изгубе битку ако не следе динамику технолошког развоја. Едисонов концепт производње и преноса електричне енергије је подразумевао проста струјна кола, сачињена од извора и неколико потрошача струје. Зато је било неопходно да Њујорк буде снабдевен мноштвом локалних извора струје, која је преношена путем дебелих а кратких жица, јер су термогени губици при преносу енергије били велики. Теслин систем полифазне наизменичне струје поседовао је битну предност: постојала је могућност једноставне промене напона тако да се постигну високе вредности, а тиме се умањује вредност електричног отпора у току преноса струје. Едисону није помогао чак ни изум електричне столице да заустави неминован напредак.
Запис која следи направио сам са циљем да ђаке уведем у ову материју, на начин да им буде очигледан проток електрона кроз жицу. Лампа представља потрошач двофазне наизменичне струје:



Тесла је имао једну занимљиву карактерну особину која му је пружила могућност да победи у рату струја и настави са истраживањима. Многи експонати у Музеју Николе Тесле, попут јајета у обртном магнетном пољу или брода којим се управља са обале, су направљени да би код људи пробудио интересовање према својим проналасцима. У складу са савременим начином промоције, Тесла је знао да реклама пуно значи. Он је, дакле, мога да одигра улогу несхваћеног генијалца и да тавори у анонимности или да учини нешто како би околину убедио у предности своји проналазака.

Јачина наизменичне струје стално се мења и у једном тренутку је нула. Да ли то што је јачина струје нула утиче на рад уређаја? 
Током протока наизменичне струје мењају се јачина и смер, тако да јачина периодично поседује нулту вредност. То се најбоље може приказати код, на пример, неонских сијалица. Такви потрошачи струје трепћу у складу са фреквенцијом струје у градској мрежи (50 Hz). Дакле, таква сијалица се угаси/засветли 100 пута током једне секунде. Наше око не запажа трептаје, јер је тромо за тако брзе промене.
Објекти код којих је присуство термогене отпорности примарна улога (рингле, пегле и слично) нису изложене утицају промене јачине струје, али то се не односи и на софистициране уређаје попут телевизора или рачунара. Такви уређаји поседују струјна кола са диодама, која исправљају наизменичну струју у једносмерну, као и кондензаторе који могу да преузму или предају наелектрисања и тиме изврше утицај на јачину струје која се предаје компонентама у уређају.

Коментари

Популарни чланци

Електромагнетне осцилације

Најједноставнији приказ електромагнетних осцилација представља веза калема и кондензатора у струјном колу. Такво коло је присутно у многим електронским уређајима које употребљавамо.  Кондензатор је приказан у облику ваљка и у почетку је био напуњен. Позитиван знак је у складу са позицијом позитивне облоге кондензатора, а приказује и смер струје у колу. У калему настаје магнетно поље, али се постепено формира због присуства индуктивног електричног отпора. Након што се кондензатор испразни, струја самоиндукције пуни кондензатор - у складу са Ленцовим законом.



Узајамна индукција

Док је обављао експерименте који су довели до открића електромагнетне индукције, Мајкл Фарадеј би поставио два калема, један наспрам другог, и запазио је да калем са батеријомствара струју у другом калему при укључењу/искључењу батерије. Исто тако је постављао језгро начињено од гвожђа у оба калема и уочио је појачање ефекта. Видео запис приказује индуковање струје у калему с леве стране због промене флукса магнетног поља који потиче од десног калема:



Смер индуковане струје у десном калему је у складу са Ленцовим законом. Предуслов настанка индуковане струје је електромоторна сила: ε = - NΔΦ/Δt  Промена флукса је сразмерна промени јачине струје (Δί) у калему с леве стране: ΔΦ = MΔί при чему је M коефицијент узајамне индукције који зависи од облика и величине оба калема, као и од броја навојака и узајамног положаја. Подразумева се да десни калем индукује струју у другом калему, што није приказано у анимацији, али коефицијент самоиндукције калема с леве стране једнак је оном с десне ст…

Ленцово правило

Естонац немачког порекла Хајнрих Ленц, физичар и пустолов у млађим годинама, познат је по формулисању закона који пружа могућност да се одреди смер индуковане струје у проводнику.  У анимацији је дат приказ смера индуковане струје (зелена стрелица) и линија магнетног пољакалема (стрелице плаве боје):

Када се у калему увећава флукс магнетног поља које потиче од шипкастог магнета, у жицама настаје електрична струја таквог смера да се магнетно поље струје супротставља увећању флукса. Дакле, магнетно поље калема је оријентисано на начин да је северни пол окренут ка северном полу шипкастог магнета (обојен плавом бојом). Када се магнет удаљава од калема ствара се струја таквог смера да се магнетно поље струје опет супротставља промени, али овог пута умањењу флукса поља шипкастог магнета. Смер индуковане струје је исто тако у складу са законом о одржању енергије.

Референтни систем

Анимација приказује слободан пад лопте на броду који се креће. О тој појави је размишљао изопштени свештеник Ђордано Бруно. Наслутио је да путања лопте неће бити иста у односу на посматраче на броду и копну. Истакнути историчар развоја физике Милорад Млађеновић цитира један Брунов запис: „Замислимо два човека, једног на броду у покрету, а другог изван њега. Нека обојица имају руку у истој тачки ваздуха и нека са тог истог места истовремено сваки испусти по један камен. Камен првог, не скрећући са (вертикалне) линије пашће на одређено место, док ће камен другога бити померен уназад.” 
Ако се појава посматра у односу на обалу мора као референтни систем, путања поприма изглед хоризонталног хица. Опажајући исту појаву на броду, а то је приказано у другом делу анимације, путања је попут слободног пада. Разлика је присутна, јер се камера у другом делу анимације креће заједно са бродом те поседује брзину својствену броду, док је у првом делу анимације била непокретна у односу на брод: