У даній статті будуть описані методи отримання електричного струму, їх види, переваги та недоліки. У загальних рисах джерела струму можна розділити на механічні, хімічні і використовують інші фізичні перетворення.
Хімічні джерела струму
Хімічні джерела струму перетворять хімічні реакції окислювача і відновника в ЕРС. Вперше хімічний джерело струму винайшов Алессандро Вольта в 1800 році. Згодом його винахід назвали "Елемент Вольта". Елементи вольта, з'єднані в вертикальну батарею складають Вольтов стовп.
У 1859 році французьким фізиком Гстоном Планте був винайдений свинцево-кислотний акумулятор. Він складався з свинцевих пластин, поміщених в сірчану кислоту. Даний тип акумуляторів досі широко застосовується, наприклад в автомобілях.
У 1965 році французький хімік Ж. Лекланше запропонував елемент, що складається з цинкового стаканчика з розчином хлористого амонію, в який був помешен агломерат оксиду марганцю з вугільним токоотводом. Цей елемент став прабатьком сучасних сольових батарейок.
Всі хімічні елементи мають в основі 2 електрода. Один з них є окислювачем, а інший-відновником, обидва контактують з електролітом. Між електродами виникає ЕРС. На аноді відновник окислюється, електрони, пройшовши по зовнішньому ланцюзі до катода, і беруть участь в реакції відновлення окислювача. Таким чином потік електронів проходить по зовнішньому ланцюзі від негативного полюса, до позитивного. В якості відновника використовуються свинець. кадмій, цинк та інші метали. Окіслітелі- оксид свинцю, оксид марганцю, гідроксид нікелю та інші. Як електроліта- розчини лугів, кислот і солей.
Існують так-же паливні елементи, в яких окислювач і відновник подаються ззовні. Прикладом може послужити воднево-кисневий паливний елемент, який працює за тим-же принципом що і електролізер, тільки навпаки-на обкладання подаються водень і кисень, і виробляється електроенергія при реакції їх з'єднання в воду.
Механічні джерела струму
До механічних джерел струму можна адресувати джерела перетворюють механічну енергію в електричну. Зазвичай використовуються не прямі перетворення, а за допомогою іншої енергії, зазвичай магнітної. Так наприклад в генераторах обертається магнітне поле-створене магнітами, або порушена інакше, впливаючи на обмотки воно створює ЕРС.
Е.Х. Ленц ще в 1833г виявив, що електродвигуни з постійними магнітами можуть виробляти електроенергію, якщо розкрутити ротор. У складі комісії з тестування електричного мотора Якобі, він дослідним шляхом довів оборотність електродвигуна. Пізніше було з'ясовано, що виробляється генератором енергію можна використовувати для живлення власних електромагнітів.
Перший генератор був побудований в 1832 р винахідниками з Паріжа- братами Піксін. Генератор використовував постійний магніт, при обертанні якого в обмотках розташованих поруч утворювалася ЕРС. У 1843р Еміль Штерер так-же побудував генератор, що складається з 3-х магнітів і 6 котушок. Всі перші генератори використовували постійні магніти. Надалі (1851-1867гг) застосовувалися електромагніти, які харчуються вбудованим генератором на постійних магнітах. Таку машину створив Генрі Уальд в 1863р.
Так-же до механічних можна віднести не використовується, але все-ж існуючий метод, який використовує п'єзокераміка. Пьезоізлучатель так-же звернемо, і може виробляти енергію при механічному впливі.
Інші джерела струму
Самим використовуваним зараз не механічним джерелом струму є сонячна батарея. Сонячна батарея виробляє пряме перетворення світла в електроенергію, шляхом вибивання електронів в pn переході енергією фотона. Найчастіше використовуються фотоелементи на основі кремнію. Проводять їх шляхом легування одного і того-ж напівпровідника різними домішками, для створення np переходів.
Так-же в похідних умовах часто використовуються елементи Пельтьє. Елемент Пельтьє створює різницю температур при протіканні електричного струму. Зворотний ефект-ефект Зеєбека, використовується для отримання електричного струму при додатку до елементу різниці температур. За рахунок застосування різних провідників, температура кожного відрізняється, що призводить до перетікання електронів від більш гарячого провідника, до менш нагрітого.
