Nabíjačka po hodine nabíjania je teplá, kanvica uvarí vodu, žiarovka pri dotyku páli. Na šrotovisku zas žeriav bez háku zdvihne celé vrakové auto. Za oboma javmi je elektrický prúd — raz hreje, raz robí magnet. Ukážeme si oba účinky a kde ich doma využívaš.
Prúd hreje
Keď vodičom tečie prúd, vodič sa zahrieva — to je tepelný účinok prúdu. Čím väčší prúd, tým viac tepla. A z dvoch vodičov, ktorými tečie rovnaký prúd, sa viac zohreje ten s väčším odporom.
Niekde to chceme: kanvica, žehlička, hriankovač, fén majú vo vnútri vyhrievaciu špirálu — vodič s oveľa väčším odporom, ako má prívodný kábel. Tečie nimi rovnaký prúd, no rozpáli sa špirála, nie kábel. Inde je teplo strata: hreje sa nabíjačka, notebook aj kábel.
Teplo nás aj chráni. Tavná poistka má tenký drôtik, ktorý sa pri príliš veľkom prúde roztaví a obvod preruší. Doma ju nahrádza istič, ktorý obvod pri veľkom prúde vypne a dá sa znova zapnúť.
Teplý kábel predlžovačky je varovanie. Ak do nej zapojíš naraz kanvicu, fén a ohrievač, tečie ňou prúd väčší, než znesie — kábel sa prehrieva a môže začať horieť.
Žiarovka a LED
Klasická žiarovka svieti, lebo prúd rozžeraví tenké vlákno z kovu volfrámu na viac ako 2 000 °C. Väčšina energie (viac ako 90 %) sa však premení na teplo, nie na svetlo — preto žiarovka páli.
LED (svetelná dióda) premieňa elektrickú energiu na svetlo priamo, bez rozžeravenia. Pri rovnakom svetle má asi šesť- až sedemkrát menší príkon: LED okolo 9 W svieti podobne ako žiarovka 60 W.
Koľko ušetrí jedna LED za rok? Lampa svieti 4 hodiny denne, 1 kWh stojí približne 0,20 €.
- Rozdiel príkonov: .
- Za rok: .
- Úspora: 15 € za rok — za jednu lampu.
Prúd robí magnet
Polož kompas vedľa vodiča a pusti ním prúd: strelka sa vychýli. Vodič, ktorým tečie prúd, má okolo seba magnetické pole — to je magnetický účinok prúdu. Prišlo sa na to pred vyše 200 rokmi práve takýmto pokusom.
Ak vodič navinieš do cievky, polia jednotlivých závitov sa sčítajú a cievka sa správa ako tyčový magnet so severným a južným pólom. Keď prúd vypneš, magnetické pole zmizne.
Elektromagnet
Elektromagnet = cievka a v nej železné jadro. Železo magnetické pole cievky mnohokrát zosilní. Elektromagnet je silnejší, keď:
- cievkou tečie väčší prúd,
- cievka má viac závitov,
- má železné jadro (hliník, drevo či plast pole nezosilnia).
Veľká výhoda: zapneš a vypneš ho. Žeriav na šrotovisku zdvihne vrak, prenesie ho a pustí — stačí vypnúť prúd. Elektromagnet je aj v relé (spínač ovládaný elektromagnetom) a v starších zvončekoch. Cievku s prúdom má aj reproduktor a slúchadlá. Magnetické účinky prúdu roztáčajú aj elektromotor vo vŕtačke či v e-kolobežke.
Klinec ovinutý izolovaným drôtom a pripojený k plochej batérii 4,5 V priťahuje spinky. Po odpojení batérie spinky odpadnú.
🧪 Pokus: Elektromagnet z klinca (doma alebo v škole)
Pomôcky: veľký železný klinec (asi 10 cm), 1 až 2 m tenkého izolovaného medeného drôtu (zvonkový drôt), plochá batéria 4,5 V, kancelárske spinky, kompas. Z koncov drôtu odstráň izoláciu asi na 1 cm.
- Naviň na klinec 20 závitov, konce pritlač na póly batérie a skús, koľko spiniek klinec zdvihne.
- Naviň ďalších 20 závitov (spolu 40) a skús znova.
- Prilož k cievke kompas — čo spraví strelka?
Bezpečne: používaj len plochú batériu 4,5 V, nikdy nie zásuvku. Drôt má malý odpor, takže obvod je vlastne skrat — drôt aj batéria sa rýchlo zahrejú. Obvod preto zapájaj len na 2 až 3 sekundy a drôt drž za izoláciu. Nikdy na to nepoužívaj akumulátor z mobilu, powerbanku ani autobatériu — pri skrate môžu začať horieť.
Čo uvidíš
S viacerými závitmi klinec zdvihne viac spiniek. Po odpojení batérie spinky odpadnú. Strelka kompasu sa pri cievke vychýli — cievka má póly ako magnet. A teplý drôt ti ukáže aj tepelný účinok prúdu.
Teraz ty
Ktorý účinok prúdu spotrebič hlavne využíva?
Chyť správnu odpoveď:
Zapamätaj si
- Vodič, ktorým tečie prúd, sa zahrieva (tepelný účinok): kanvica, žehlička, poistka; inde je teplo strata.
- Žiarovka premení väčšinu energie na teplo, LED dá rovnaké svetlo pri asi šesť- až sedemkrát menšom príkone.
- Vodič s prúdom má okolo seba magnetické pole (magnetický účinok), cievka s prúdom je magnet.
- Elektromagnet = cievka so železným jadrom; silnejší pri väčšom prúde a viacerých závitoch, po vypnutí prúdu prestane priťahovať.