Principy (7.) Vzniká všemocný elektrický proud

V každém atomu jsou kladné a záporné elektrické náboje, je tu dostatek elektrické energie. Ale jak ji donutit, aby konala užitečnou práci, aby třeba hnala motory v továrnách nebo žhavila vlákna žárovek?
Ukažme si to na vodě. Když vidíme veliký rybník, dovedeme si představit, kolik je tu nahromaděno energie. Ihned to poznáme, jakmile se otevřou stavidla náhonu a voda se začne hnát ke starodávnému mlýnskému kolu. Dopadá na ně, roztáčí je a žene složitá mlecí zařízení.
Proudící voda ,může tedy konat užitečnou práci, ale musíme ji napřed donutit k pohybu. Musíme ji například svádět náhonem z vyšší polohy do nižší. Rozdíl výšek hladin nutí vodu k pohybu a tím k vykonávání práce.

Podobné je to i s elektrickým proudem. Představujeme si jej jako pohybující se elektrické náboje, jako pohybující se elektrony. Při náhodném pohybu sem a tam se budou vznikající elektrické proudy vzájemně rušit, výsledný elektrický proud bude nulový.
Jedině když donutíme elektrony, aby se trvale pohybovaly jedním směrem, vznikne elektrický proud schopný konat užitečnou práci. Stejně jako voda ženoucí se náhonem. Ale čím k tomu elektrony donutíme?
To nám vysvětlí jednoduchý pokus. Nalepíme dva staniolové proužky blízko sebe na skleněnou destičku. Mezi ně nasypeme trochu krystalků čerstvě rozmělněného sádrovce a připojíme je k pólům indukční elektriky.

Krystalky sádrovce mezi proužky se ihned velmi pravidelně, téměř přímočaře seřadí. Je to něco podobného, jako by mezi množstvím větrných korouhviček, všelijak náhodně natočených, zavanul silný vítr. Rázem by se všechny natočily do směru větru. Také elektrické napětí způsobilo mezi staniolovými proužky jakousi změnu. Vznikla tu síla, která donutila krystalky sádrovce, aby se uspořádaly do jejího směru.

Říkáme, že tu vzniklo elektrické pole.
Jeho směr znázorňují čáry vytvořené z krystalků, pojmenované silokřivky pole.Mezi různými póly elektrického zdroje vždy vzniká elektrické pole. Vzniká mezi póly akumulátorové baterie, mezi póly zásuvky městské sítě. Také mezi trolejí a kolejnicemi elektrické dráhy nebo mezi anténou radiového přijímače a zemí. Vzniká všude tam, kde oba póly elektrického zdroje mají rozdílnou energii.
Představujeme si, že jeden z nich, záporný pól, má přebytek elektronů, druhý pól, má jich nedostatek.
Ale příroda má snahu vyrovnávat rozdíly. Spojíme-li trubicí dvě nádoby nestejně naplněné vodou, vznikne zde síla, která nutí vodu tak dlouho proudit trubicí, až se výšky hladin v obou nádobách vyrovnají.

Také elektrické pole vzniklé mezi různými póly elektrického zdroje je vyvolán snahou o vyrovnání rozdílů. Směřuje vždy od záporného pólu ke kladnému.

Učeně říkáme, že póly zdroje mají různé potenciály.
Jejich velikost však nás nezajímá tolik jako jejich rozdíl. Ten je měřítkem, kolik práce může elektrický zdroj poskytnout. U vodního spádu pro turbinu také je rozhodující rozdíl výšek hladin, a ne například jejich nadmořské výšky! Rozdíl elektrických potenciálů se nazývá elektrické napětí. Chceme-li srovnávat mezi sebou váhy různých předmětů, užijeme jako míry kilogramu a ostatních váhových jednotek. Ke srovnání napětí různých elektrických zdrojů máme jednotku volt, značenou V. Pojmenování bylo zvoleno na počest Alessandra Volty, profesora na universitě v Pavii, který sestrojil prvý galvanický článek. Jeho studiem se v Rusku zabýval Vasilij Vladimírovič Petrov, který žil v letech 1761 až 1834. Pro pokusy s elektřinou sestavil si už v r. 1802 velikou baterii, složenou z více než 4000 galvanických článků, sestavených z měděných a zinkových kotoučů.
Viděli jsme, jak elektrické pole dovedlo uspořádat hmotné krystalky sádrovce. Tím spíše mu podlehnou téměř nehmotné elektrony. Budou-li volně pohyblivé, poputují vlivem síly elektrického pole vodičem směrem ke kladnému pólu zdroje. Tak vznikne elektrický proud a potrvá tak dlouho, dokud bude na elektrony působit elektrické pole, vyvolané nějakým zdrojem elektrického napětí. Má-li být proud trvalý, je třeba mít trvalý zdroj elektrického napětí, jakým je například akumulátorová baterie nebo dynamo.

Když spojíme póly galvanického článku
měděným drátem, vznikne v něm elektrický proud. A co se stane, použijeme-li místo kovového vodiče provázku, papíru nebo skla? Když uvážíme, že elektrony jsou v atomech každé látky, můžeme předpokládat, že i nyní vznikne elektrický proud. A přece jen nevznikne! A proč je tomu tak?
Prozatím můžeme jen usuzovat, že jsou látky výborně vodící elektrický proud – vodiče, dále látky, které vedou proud jen špatně a neochotně – polovodiče, a konečně látky, které vůbec nevedou proud – nevodiče neboli izolanty.

Abychom tuto hádanku zdárně rozřešili, musíme se chtěj nechtěj opět ponořit do nitra hmoty!

Reloaded Ladislav Smrž 1956