Principy (10.) Jak pomáhá teplo při vzniku elektrického proudu?

U polovodičů je vliv tepla jasný. Se vzrůstající teplotou roste počet uvolněných elektronů a zároveň roste i elektrický proud.

Ale u kovů je tomu obráceně. Pročpak?
Musíme si uvědomit, co je to teplo. Jako všechno v přírodě je to pouhý pohyb. Pohyb molekul nebo látek. Zakladatelem výkladu tepelných jevů na základě pohybu molekul tělesa je ruský vědec M.S.Lomonosov, který žil v letech 1711 až 1765. Poznal, že chemické přeměny a samo hoření nejsou ničím jiným než spojením a přeskupením pohybujících se atomů. Lomonosov, veden svým materialistickým nazíráním, vysvětlil každé ohřátí, například i ohřátí vznikající při zatloukání hřebíku kladivem, jako urychlení pohybu molekul.

U pevných látek jsou atomy spolu pevně vázány. Nemohou se libovolně pohybovat jako u kapalin nebo zvláště u plynů. Mají určitou polohu, kolem níž kmitají. A to tím více a rychleji, čím je teplota vyšší.
Představme si v takovém prostředí volné elektrony, hnané silou elektrického pole. Jejich pohyb jistě není přímočarý. Srážejí se mezi sebou i s atomy krystalové mříže. Čím více elektronů proudí vodičem, tím víc přibývá srážek. Pohybová energie elektronů se tam ustavičně mění v energii tepelnou, jíž se vodič zahřívá. Silným proudem by se vodič mohl tak zahřát, že by byla poškozena jeho izolace, nebo by vzniklo nebezpečí požáru. Proto je stanovena dovolená velikost proudu pro různé průřezy vodiče. Bývá to hodnota 2 až 3 ampéry na 1mm2 vodiče. Jmenuje se dovolené proudové zatížení.

Když roste teplota vodiče, zrychluje a zvětšuje se kmitání jeho atomů. Ale tím roste i počet srážek elektronů, poněvadž mají méně místa pro volný pohyb. A zároveň se zmenšuje i urychlení jejich pohybu elektrickým polem, poněvadž na kratší volné dráze není k němu dostatek času.
Je to stejné jako u provozu automobilů ve frekventované ulici. Častým bržděním a zastavováním pro řadu překážek klesá rychlost vozidel a ulicí jich projede méně, než kdyby nebylo překážek.
Také elektronů projde při vyšší teplotě vodičem méně než při nižší teplotě, elektrický proud klesá se vzrůstající teplotou. Říkáme, že se zvětšil odpor vodiče. 

Jako napětí a proud je nutné měřit i elektrický odpor. Jednotkou je ohm, značený Ω (velké řecké písmeno omega). Jednotka dostala jméno podle Georga Simona Ohma, profesora fyziky na technice v Mnichově. Profesor Ohm určil vztah mezi elektrickým napětím, odporem a proudem, který je jedním ze základních zákonů elektrotechniky.

Nakonec však ještě jedna všetečná otázka.
Mluvili jsme o baterii článků nebo akumulátorů jako o zdroji elektrického napětí. A co elektrárny? Tam jsou veliké stroje, které vyrábějí nesmírné množství elektřiny. Je proud z těchto generátorů stejný jako proud z baterie akumulátorů?
 

Reloaded Ladislav Smrž 1956