Μπαταρία: η «καρδιά» κάθε φορητής συσκευής
Απαραίτητη προϋπόθεση για να λειτουργήσει μια ηλεκτρική συσκευή είναι η παροχή ηλεκτρικής ενέργειας. Αν δεν υπάρχει πρόβλημα μεγέθους, τότε μπορούμε απλά να βάλουμε τη συσκευή στην πρίζα. Αν όμως η συσκευή μας είναι φορητή, τότε χρειαζόμαστε μπαταρία.
Ο ίδιος ο Γκαλβάνι νόμισε ότι είχε ανακαλύψει ένα είδος ζωικού ηλεκτρισμού, διαφορετικού από τον μέχρι τότε γνωστό, αλλά ο συμπατριώτης του Βόλτα θεώρησε ότι ο ηλεκτρισμός που προκαλεί τις συσπάσεις προέρχεται από την επαφή του μετάλλου με τα ζωικά υγρά του βατράχου. Ετσι αποφάσισε να κάνει ένα πείραμα, εμβαπτίζοντας δύο ράβδους από διαφορετικά μέταλλα σε αλατόνερο, το οποίο έπαιζε το ρόλο των ζωικών υγρών.
Οταν πλησίαζε το επάνω μέρος των ράβδων παρατηρούσε έναν ασθενικό σπινθήρα μεταξύ των άκρων, απόδειξη της ροής ηλεκτρικού ρεύματος από τη μία ράβδο στην άλλη. Με βάση αυτήν την παρατήρηση ο Βόλτα κατασκεύασε, στα τέλη του 18ου αιώνα, την πρώτη μπαταρία, τοποθετώντας εναλλάξ δίσκους από ψευδάργυρο (τσίγκο) και χαλκό, μεταξύ των οποίων παρεμβάλλονταν δίσκοι από χαρτόνι μουσκεμένο σε αλατόνερο. Στην μπαταρία αυτή, όπως και σε όλες τις άλλες, η ηλεκτρική ενέργεια προέρχεται από τις χημικές αντιδράσεις μεταξύ των δύο μετάλλων (που ονομάζονται ηλεκτρόδια) και του αλατόνερου (που ονομάζεται ηλεκτρολύτης).
Ο Φαραντέι υπήρξε ίσως ο μεγαλύτερος πειραματικός φυσικός όλων των εποχών, και η επιτυχία του αυτή στηρίχθηκε στο ότι του άρεσε να σκέπτεται με αναλογίες. Γνωρίζοντας ότι το ηλεκτρικό ρεύμα παράγει μαγνητικό πεδίο, μετατρέποντας ένα κομμάτι μαλακό σίδερο σε ηλεκτρομαγνήτη, σκέφθηκε πως θα έπρεπε να συμβαίνει και το αντίστροφο, δηλαδή το μαγνητικό πεδίο να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα.
Μετά από αποτυχημένες προσπάθειες ενός έτους αντιλήφθηκε ότι το φαινόμενο είναι δυναμικό, δηλαδή για να παραχθεί ηλεκτρικό ρεύμα θα πρέπει το μαγνητικό πεδίο να «κινείται» σε σχέση με τα σύρματα από τα οποία θα περάσει το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα. Από την εποχή εκείνη οι ηλεκτρικές γεννήτριες αποτελούνται από μαγνήτες που περιστρέφονται γύρω από ένα άξονα, έτσι ώστε οι μαγνητικές γραμμές των μαγνητών να περνούν διαδοχικά μέσα από πηνία, δηλαδή από σύρματα τυλιγμένα σε κυλινδρικό σχήμα.
Κατά πρώτον έχει σημαντικά μικρότερες απώλειες κατά τη μεταφορά του από το ηλεκτρικό εργοστάσιο στην κατανάλωση και κατά δεύτερον χρειάζεται λιγότερα σύρματα μεταφοράς. Συγκεκριμένα οι περισσότεροι γνωρίζουμε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα θερμαίνει τα σύρματα από τα οποία διέρχεται, φαινόμενο που εκμεταλλευόμαστε στις ηλεκτρικές κουζίνες και στα σίδερα του σιδερώματος.
Η παραγόμενη θερμότητα προέρχεται από ισόποση απώλεια της μεταφερόμενης ηλεκτρικής ενέργειας, και είναι ανάλογη με το τετράγωνο της έντασης του ρεύματος. Στην περίπτωση του συνεχούς ρεύματος δεν υπάρχει τρόπος να αποφευχθούν οι θερμικές απώλειες. Αντίθετα, στο εναλλασσόμενο ρεύμα «ανεβάζουμε» την τάση του μεταφερόμενου ρεύματος με τη βοήθεια μετασχηματιστών και μειώνουμε την έντασή του, οπότε μειώνονται σημαντικά οι απώλειες. Επιπλέον στο τριφασικό ρεύμα χρειαζόμαστε μόνο τρία καλώδια μεταφοράς από το εργοστάσιο προς την κατανάλωση, ενώ για την ίδια μεταφορά ενέργειας στο συνεχές ρεύμα θα χρειάζονταν έξι.
Επομένως υπάρχει οικονομία όχι μόνο στην απώλεια ενέργειας αλλά και στο υλικό κατασκευής των καλωδίων! Η τεχνολογία παραγωγής και μεταφοράς της ηλεκτρικής ενέργειας είναι σήμερα κεφαλαιώδους σημασίας, επειδή αυτή η ενέργεια αποτελεί τη βάση του τεχνολογικού πολιτισμού μας.
ΕΝΤΥΠΗ ΕΚΔΟΣΗ

