Elektrický proud

Lze jej přirovnat k proudění vzduchu. V místnosti se částice vzduchu pohybují chaoticky všemi směry a narážejí do našeho těla, aniž bychom to vnímali. Vzduch začneme vnímat až tehdy, kdy se ustálí a převládne pohyb jedním směrem – začne foukat. Foukání je vyvoláno rozdíly v tlaku vzduchu a rotací Země. 

Podobně funguje elektrický proud. Dokud není vodič připojen k elektrickému zdroji, elektrony ve vodiči se pohybují chaoticky všemi směry. Až po připojení vodiče ke zdroji napětí se vlivem rozdílného potenciálu volné částice uspořádají a začnou se pohybovat jedním směrem tzv. protéká elektrický proud.

Volné částice jsou ty, které nejsou silově vázány k jiným částicím (např. k jádrům atomů). Aby nějakým materiálem procházel elektrický proud, je nutné zajistit přítomnost těchto volných částic například ionizací.

Pokud je v obvodu elektrický proud, existuje v něm i elektrické napětí. Jedna veličina bez druhé nemůže existovat. Proto se jim říká základní obvodové veličiny.  

Základní vztah pro stejnosměrné napětí a proud udává tento vzorec:

U - napětí, R - odpor

Proud dělíme podle směru uspořádání částic na stejnosměrný a střídavý.

Stejnosměrný proud

Stejnosměrný proud (zkráceně SS nebo DC – direct current) je proud, který má neustále stejný směr. Historicky je dohodnuto, že stejnosměrný proud teče od kladné svorky k záporné. Z fyzikálního hlediska je to však špatně. Směr proudu určují vlastnosti materiálu, kterým protéká.

Obr.1 Stejnosměrný proud [4] 

SS proud vzniká ze zdroje stejnosměrného napětí. 

Zdroje: galvanický článek, fotoelektrický článek, generátor ss napětí, termočlánek, dynamo

Stejnosměrný proud využívají téměř veškeré spotřebiče, které fungují na baterii, jako například osobní počítače, telefony, tablety a další. Vynálezce Tomáš Alva Edison přišel jako první s myšlenkou stejnosměrný proud rozvádět pomocí kabelů a prodávat jej továrníkům, úřadům a domácnostem. Proud vyráběl pomocí dynama. 

 

Střídavý proud

Hodnoty a velikost střídavého proudu (také AC) se v čase pravidelně mění. Vzniká pomocí cívky rovnoměrně se otáčející v magnetickém poli nebo otáčením magnetu v blízkosti cívky, na konci závitů se indukuje střídavé napětí – prochází proud.

Obr.2. Harmonický-sinusový průběh střídavého proudu (a,b,c) [5]

Při běžné frekvenci 50 Hz se směr proudu změní každých 10 milisekund.

Zdroj střídavého proudu je generátor. Mylně je za zdroj často považována běžná elektrická zásuvka. Nejedná se však o zdroj, ale o místo, kde je možné připojit spotřebič. Elektrický proud se pohybuje rychlostí světla, tedy přibližně 300.000 kilometrů za sekundu. Díky této vlastnosti jen stisknete vypínač a světlo okamžitě svítí. I když je od nás elektrárna vzdálená stovky kilometrů, budeme mít proud vyrobený v zásuvce prakticky ihned.

Většina spotřebičů, která se zapojuje přímo do zásuvky (lednička, fén, pračka...) fungují na střídavý proud. Popřípadě je jejich součástí převodník elektrického proudu ze střídavého na stejnosměrný.

Výhodou střídavého proudu oproti stejnosměrnému je mnohem jednodušší průmyslová výroba a distribuce (přenos od výrobce ke spotřebiteli). Velkou výhodou je jednoduché zvyšování a snižování napětí pomocí transformátorů.

Právě střídavý proud putuje z elektráren dále do elektrických drátů. 

Stejnosměrný proud se dnes používá výjimečně, např. v odlehlých oblastech divočiny nebo pod hladinou moře, kde stačí použít jediný vodič. 

Noční proud

Noční proud je v dnešní době již překonaný výraz pro nízký tarif dodávky elektřiny v rámci systému Hromadného dálkového ovládání (HDO). Jestliže zákazník splňuje podmínky pro dvoutarifní sazbu (akumulační kamna, boiler, …), může přesouvat svou spotřebu do časového úseku, kdy je cena elektřiny nižší (dříve to platilo zejména pro noční hodiny, od čehož byl odvozen původní název). Svými vlastnostmi je to však stejný elektrický proud jako každý jiný. Noční proud je spíše ekonomicky zaměřený výraz.