Principy (8.) Tajemství vodičů

Všechny pevné látky jsou složeny z krystalů. Viděli jste jistě pěkné, drobounké krystalky kuchyňské soli. Nebo v zimě při divoké vánici podivuhodně vyvinuté tvary sněhových vloček. To jsou krystalky viditelné pouhým okem. Většina pevných látek se však skládá z krystalků viditelných až při silném zvětšení. Jsou tu seskupeny bez ladu a skladu. Ale každý krystal sám je vzorem dokonalého pořádku. Jednotlivé atomy v něm jsou pravidelně rozloženy, tvoří přesnou a vzorně provedenou prostorovou mříž. Představme si třeba krychli, u níž v každém rohu i ve středu je usazen atom. To je krystal železa.

U osamocených atomů jsou dráhy elektronů přísně vymezeny. Elektrony je nemohou jen tak opustit. V krystalku kovů jsou však tyto dráhy vzájemným působením atomů mnohem širší. Můžeme si je představit jako pásy vyplněné elektrony jen do poloviny šířky. Dejme tomu jako chodník, jehož polovina je uzavřena, poněvadž ji budou spravovat dlaždiči, a chodci mohou proto chodit jen po jeho druhé polovině.
Elektrony v poslední vnější vrstvě nejsou už tak pevně vázány k jádru jako elektrony ostatních vrstev. Proto jim říkáme volné elektrony. Působením elektrického pole mohou se snadno dostat do prázdné poloviny své dráhy a tady mají dost místa pro ukázněný a usměrněný pohyb, vyvolaný silou elektrického pole.

Tak vzniká elektrický proud u kovů. A poněvadž není ničím jiným než souvislým pohybem elektronů, bude jeho velikost, intensita, jistě dána počtem elektronů, prošlých průřezem vodiče za určitou dobu, například za vteřinu. Z tohoto byla určena jednotka proudové intensity, nazývaná ampér, značená A. Jméno dostala po André Marie Ampérovi, profesoru matematiky na polytechnice v Paříži, který se proslavil studiem elektromagnetického pole.
    Elektrický náboj elektronů je u všech atomů různých látek stejně veliký. Z jeho velikosti bylo vypočítáno, že při proudu jednoho ampéru projde vodičem za každou vteřinu asi 63000000000000000000 elektronů, tedy víc než 6 trilionů. Je těžké představit si tak úctyhodné číslo. Kdybychom měli stejný obnos v korunách a rozdělili je stejně mezi všechny lidi na celém světě, dostal by každý skoro 3 miliardy (tři tisíce milionů!) korun. Byl by to svět samých miliardářů.