Atoom en elektrisiteit

Atoom en elektrisiteit

Elektrisiteit
ó kragtige verhaal van die krag
wat
ons moderne wÍreld aan die draai hou


KragsentraleDie woord elektrisiteit het  eeue gelede by die Ou Grieke ontstaan. Elektron was hul woord vir amber of versteende boomgom. Hierdie amber, het hulle gevind, kan donsies soos ín magneet aantrek nadat dit teen ín kleed gevryf is. Wat ín verstommende verskynsel!
Maar meer as tweeduisend jaar sou verbygaan voordat die mensdom sou vasstel wat daardie onsigbare krag in der waarheid is. En dit was nadat ín slim dokter eendag ín paddaboutjie sien bewe het! Lees voort...


Die eenvoudige beginsel waarvolgens elektrisiteit in ons kragsentrales (soos diť van Eskom) opgewek word, word in die tekening REGS geÔllustreer. Solank ons ín magneet in die rondte kan laat draai in die nabyheid van ín spoeldraad, kan ons net soveel elektrisiteit maak as wat ons wil.

ESKOM

Grondbeginsels van kragopwekking


Wat is elektrisiteit?

ELEKTRISITEIT IS ín NATUURKRAG... die krag wat deur donderwolke skeur, maar ook ewe sagkens die brandbolletjie in ín flitslig laat gloei.

Die kragtige verhaal begin in die "buitewyke" van die atoom. Alle vaste dinge, vloeistowwe en gasse in en rondom ons,  bestaan uit dermiljoene onsigbaar klein bousteentjies wat atome genoem word.

Dis miskien oorvereenvoudig, maar die maklikste is om aan elke atoom as ín klein sonnestelseltjie te dink.

In die middel is ín kern (son) bestaande uit klein deeltjies wat protone en neutrone genoem word. Selfs nog kleiner deeltjies wat ons elektrone noem (planete), beweeg in verskillende bane om die kern.

Maar die elektrone in die buitenste bane van metale kan heeltemal van die atoom wegbreek en binne die metaal rondbeweeg. 

Hierdie ''vry elektrone" is verantwoordelik vir dit wat as elektrisiteit bekend staan.

 


Amber
'Trane van die songod se dogters'

AMBER (LINKS) is die gom van reuse-bome uit die verre, verre verlede wat in gloeiende fossiele verander het. Partykeer is voortydse insekte, spinnekoppe, ens. selfs soos mummies daarin verewig. Die Ou Grieke, wat nie geweet het wat dit was nie, het gedink amber is die bevrore trane van hul songod se  dogters.

Hul woord vir amber was dan ook ''elektron"ódit beteken "bestanddeel van die son". Hulle het voorts agtergekom dat, wanneer amber teen ín kleed gevryf word, dit donsies vinnig aantrek (soos ín kam mos ook met droŽ hare maak).

Hierdie krag was inderdaad niks anders as elektrisiteit nie, in ín vorm wat ons vandag statiese elektristeit noem.

Dit was egter talle eeue later dat eers besef is dat amber (en baie ander stowwe) sulke magnetiese kragte kan kry bloot as gevolg van negatief gelaaide atoomdeeltjies wat op die stof se oppervlak versamel. Dit is ook hierdie "elektrone" wat kan veroorsaak dat ín elektriese stroom deur draad vloei.

Maar so onlangs as in die sewentienhonderds kon die mens elektrisiteit nog glad nie begryp nieówat nog te sÍ dit gebruik.

Tog was daar omstreeks 1780-'90 ín opmerksame Italiaanse dokter van Bologna wat ín belangrike ontdekking gedoen het. Een storie lui dat hy paddas geslag het om sop vir sy siek vrou te maak. ín Afgesnyde paddaboutjie sou toe wild aan die die skop gegaan het toe hy met ín mes daaraan raak.

Wat blykbaar wel waar is, is dat hy om die een of ander rede ín paddapootjie aan ín koperhaak oor ín ysterreŽling gehang het. Hy het agtergekom dat die pootspiere krampagtig geruk het.

Die dokter, Luigi Galvani (1737-1798), het heeltemal reg gehad toe hy gesÍ het die rukkings is deur ín elektriese stroom veroorsaak, maar hy het gereken dat daardie stroom by die paddapootjie se senuwees begin. Toe noem hy dit "diere-elektrisiteit".

Kort daarna het ín ander Italiaan, die fisikus Alessandro Volta (1745-1827), egter getoon dat die paddapootjie slegs ín geleier was. Die elektriese stroom is eintlik deur die metale opgewek. Volta het ons dan ook die eerste battery gegeeóin 1800.

Daar was verdere ontwikkelings op die gebied van elektrisiteit, maar stellig die belangrikste vir ons vandag was die werk deur die Engelse fisikus en chemikus Michael Faraday.


Michael FaradayDie vonds van Michael Faraday


MICHAEL FARADAY (1791-1867) [LINKS] se uitvindsels het die grondslag gevorm vir die grootste gedeelte van die tegnologie van die twintigste eeu tot vandag toe.

Hy moet ín interessante man gewees het. Daar is vertel dat, wanneer die een of ander gevaarlike proefneming na sy sin begin slaag het, hy van blydskap van die een voet op die ander gewieg het, handevrywend terwyl hy ín deuntjie neurie.

Faraday se aardskuddende uitvindsel was egter diť van 1831. Hy het naamlik vasgestel hoe hy elektrisiteit deur ín draad kon laat vloei. Hy het agtergekom dat draad wat vinnig in die nabyheid van ín magneet beweeg word, deur die magneet geŽlektrifiseer word.

Hy het ín spoel van draad geneem en diť tussen die twee ente van ín magneet laat tol om ín elektriese stroom op te wek wat ín primitiewe gloeilampie laat brand het.

"Wat is die nut van sulke kennis?" het ín vrou gevra toe sy gekyk het hoe hy sy historiese proef doen. "Mevrou," was Faraday se teenvraag "wat is die nut van ín pasgebore baba?"

Wat inderdaad! Vandag word die magdom van elektrisiteit van die wÍreld presies op dieselfde manier opgewek, buiten dat ons prakties die magneet in die rondte laat tol in plaas van die spoeldraad.

En solank daardie magneet tol, kan ons net soveel elektrisiteit maak as wat ons wil.

Dit word in ons kragsentrales gedoen met stoom (water verhit deur steenkool of selfs kernkrag) of deur middel van water wat van ín hoŽr vlak na ín laer een vloei en ín turbine laat draai.

Kragsentrale wat elektrisiteit opwek deur middel van die verbranding van steenkool

BO: Diagram van ín kragsentrale wat elektrisiteit opwek deur middel van die verbranding van steenkool waardeur water tot stoom verhit word. Sů ín steenkoolkragsentrale is weliswaar ongelukkig ín groot besoedelaar van die lug. Dit is juis Suid-Afrika se probleem dat ons kragopwekking grotendeels op die verbranding van steenkool berus. Dit is egter vir ons baie kostedoeltreffend omdat ons land oor soveel steenkoolreserwes beskik. Die ideaal is nietemin om in die toekoms meer op ďskoon energieĒ (soos sonkrag, windkrag en selfs kernkrag) staat te maak en ons afhanklikheid van steenkoolkrag al hoe minder te probeer maak. Suid-Afrika, soos die res van die wÍreld, moet immers spoedig ons uitlaat van kweekhuisgasse drasties inkort, anders stuur planeet Aarde op ín ontsettende ramp af.

Illustrasie: Tennesse Valley Authority (byskrifte vertaal)
 


Die uiters belangrike rol van transformators

DIE verspreiding van elektrisiteit in die regte hoeveelhede en met die korrekte spanning is ín onlosmaaklike deel van die moderne tegnologie. Reusagtige apparate is nodig om dit te bewerkstellig en kragtige transformators word oral aangetref waar daar groot tegnologiese aanlegte is.

ín Transformator is ín elektriese toestel wat bestaan uit ín kern van gelamineerde sagte yster waarom daar ín primÍre spoel gewikkel is wat aan ín sekondÍre spoel verbind is. Die stroom (wisselstroom) gaan die transformator deur die primÍre spoel binne en verlaat dit deur die sekondÍre spoel. As die sekondÍre spoel meer windings as die primÍre een het, word die spanning verhoog (die verhogingstransformator), andersom word dit verlaag (verlagingstransformator).

Transformators word gebruik om die spanning van wisselstroom wat oor lang afstande teen hoŽ spanning gebring is, te verlaag vir huishoudelike en ander gebruike.

"Getemde" elektrisiteit is vandag vir ons ontsaglike waardevol. Dink maar net waarvoor het ons dit alles nodig: vir ligopwekking, verwarming, TV-stelle, rekenaars, noem maar op. Tog het elektrisiteit deur al die eeue bestaan sonder dat die mens daarvan geweet het.

Trouens, selfs in jou wonderlik geskape menslike liggaam speel elektristeit ín kardinale rol. Wat sou ons gewees het sonder die elektriese impulse in ons eie "masjiene"... impulse wat ons in staat stel om te dink en te hoor en te kyk en te handel... en ook te lees soos jy nou hierdie artikel oor elektrisiteit gelees het!

Klik hier om terug te keer na die inhoudsblad