JY LEES NOU Skooltake: Ons leer jou oor stroombane en batterye
Elektrone is die draers van elektriese stroom, soos in dié plasmabal. Foto: Gallo Images/ Alamy.
Elektrisiteit maak die daaglikse lewe soveel geriefliker. Ons leer jou hoe dit werk.
Jy weet reeds dat toestelle soos TV-stelle, selfone, 'n fietslig en bedlampies met elektrisiteit werk.
Daardie elektrisiteit kan uit die kragprop in die muur, batterye, sonpanele of 'n kragopwekker kom. Maar weet jy hoe die elektrisiteit werk? Waar kom dit vandaan en waarheen gaan dit? Ons leer jou meer.
Elektriese toestelle het krag nodig, anders kan jy hulle nie gebruik nie. Krag, oftewel elektrisiteit, is eintlik 'n stroom elektrone. Weet jy wat elektrone is? Dit is piepklein onsigbare deeltjies met 'n negatiewe elektriese lading.
As jy 'n toestel soos 'n skootrekenaar gebruik, beweeg die stroom elektrone deur die nodige onderdele van die rekenaar om dit te laat werk.
Koperdraad is 'n goeie geleier van elektrisiteit, maar dit moet in 'n nie-geleier soos plastiek geïsoleer (omhul) word sodat jy nie geskok word nie. Foto: Gallo Images/ Getty Images
Ons dink gewoonlik 'n elektriese stroom is wanneer positiewe lading van 'n positiewe na 'n negatiewe pool vloei. Dié denkwyse het ontstaan voor die ontdekking van die elektron en die besef dat elektrone die stroom in 'n stroomkring, oftewel stroombaan, dra.
Omdat elektrone 'n negatiewe lading het, beweeg dit eintlik van die negatiewe na die positiewe pool (in die teenoorgestelde rigting van die konvensionele stroom, dit wil sê hoe ons gewoonlik oor 'n elektriese stroom dink).
Dis nuttig om te weet wat eintlik in die drade van die stroombaan gebeur, maar ons gebruik nietemin steeds die konvensie dat 'n elektriese stroom van positief na negatief vloei.
Die stroombaan is 'n kring wat uit 'n aantal onderdele bestaan wat saam verseker dat die elektriese stroom deur die baan kan rondbeweeg.
As die stroombaan op enige plek in die kring onderbreek word, kan die stroom nie daardeur om­beweeg nie. 'n Elektriese toestel kan net werk wanneer die stroombaan gesluit (aaneengeskakel) bly.
Onderdele van die stroombaan
Die stroombron is verantwoordelik vir elektriese energie. 'n Bron van 'n elektriese stroom is iets soos 'n sel, battery, krag­opwekker, son­selle of 'n kragsentrale.
'n Verbruiker in die stroombaan is iets wat die elektriese energie opgebruik deur daardie krag om te skakel in onder meer lig, warmte en beweging. Voorbeelde van verbruikers is 'n gloeilamp, elektriese verwarmer en die elektriese motor in 'n waaier.
'n Geleier sorg vir die verbinding wat die vervoer van elektriese energie van die bron na die verbruiker moontlik maak. 'n Baie goeie geleier van elektrisiteit is 'n metaal soos koper. Die koperdraad word omhul (geïsoleer) deur 'n nie­geleier van elektrisiteit soos plastiek. Voorbeelde is 'n elektriese kabel of 'n verleng­koord.
'n Skakelaar sorg dat jy die verbruiker kan aan- en afskakel deur die stroom te verbind of dit te onderbreek.
Sel of battery
'n Battery se positiewe pool (+) en negatiewe pool (-) is op die battery gemerk. Foto: Gallo Images/ Getty Images
'n Sel (of battery) is 'n toestel wat chemiese energie in elektriese energie kan omskakel in die vorm van volt-stroom­spanning. Dit laat die elektriese stroom vloei. Die sel het twee pole (punte) wat met 'n + (positief) en 'n – (negatief) gemerk is.
'n Sel stoot die elektriese stroom van die positiewe pool deur na die negatiewe pool. Onthou, dit is hoe ons konvensioneel oor 'n stroom dink.
Die sel werk deurdat jy twee stawe wat van verskillende soorte metaal gemaak is in 'n elektroliet ('n spesiale chemiese oplossing) dompel. Die twee stukke metaal
reageer dan met die elektroliet. Dit veroorsaak 'n elektriese lading wat by die negatiewe staaf (die anode) opbou.
Die positiewe staaf (die katode) word dan leeg gesuig van lading. Gevolglik vorm stroomspanning tussen die twee stawe.
Dié stawe – die anode en katode – in die battery word aan punte aan die buitekant verbind waaraan jy jou stroombaan kan verbind om die elektriese stroom te laat vloei. Jy kan twee of meer selle verbind om 'n battery te maak.
Ons praat dikwels van 'n enkele sel as 'n "battery", maar tegnies gesproke moet ons van 'n "sel" praat.
'n Tipiese sel het 'n stroomspanning van 1,5 volt. Deur hierdie selle in serie (in 'n ry) te verbind kan ons 'n battery maak met 3 volt, 6 volt en so meer. Elke battery word met sy stroomspanning in volt gemerk. Dit dui aan hoeveel "stootkrag" die battery gee om die stroom te laat vloei.
Hoe groter die stroomspanning in volt, hoe groter die stootkrag. Hoe hoër die volt, hoe groter die stroom en hoe helderder skyn die lamp. Elke gloeilamp is gemerk in volt met die grootste spanning wat hy kan weerstaan.
As daar te veel volt is, sal die stroom te groot wees en die gloeilamp sal uitbrand. 'n Battery met 6 volt gee meer van 'n stoot as 'n sel van 1,5 volt.
Die geleerdes krap al dekades lank kop oor 'n ontdekking wat die Oostenrykse argeoloog Wilhelm König in 1938 gemaak het.
Hy was lid van 'n Duitse ekspedisie wat uitgrawings in Uruk naby Bagdad in Irak gedoen het. König het op 'n kruik van klei afgekom met 'n kopersilinder en 'n ysterstaaf. Dit is sowat 2 000 jaar oud en het as die Bagdad-battery bekend geword.
As die kruik met 'n flou suur soos asyn gevul word, vervaardig die kombinasie van komponente sowat 1 volt. Hoewel dit steeds bekend is as die Bagdad-­"battery", is die toestel se ware doel nog onduidelik.
Een idee is dat dit dalk gebruik is om voorwerpe met edel­metale soos goud te elektroplateer (oor te blaas).
'n Ander teorie is dat dit gebruik is om bier te suiwer. Maar dis waarskynlik gebruik om boekrolle, wat om die ysterstaaf gerol is, te bewaar.
Raak so van batterye ontslae
Alle batterye bevat chemikalieë wat giftig is vir jou en die omgewing. Werk dus versigtig daarmee. As die batterye pap is, moet jy op die regte manier daarvan ontslae raak.
Moet dit nie sommer net in die asblik gooi nie. Vind uit waar jou naaste herwinningsdiens of versamelpunt vir batterye is of vind by jul munisipaliteit uit wat die reëling daarvoor is.
Bronne: schoolscience.co.uk, sciencefocus.com, thunderboltkids.co.za, telenet.be, electrummagazine.com