Sähkön lähteet
Sähkön yleistyminen on perustavanlaatuisesti muuttanut yhteiskuntaa. Sähkö on peräisin voimalaitoksista, joissa luonnon energianlähteistä vapautetaan energiaa ihmisen käyttöön. Energia muunnetaan turbiinin pyörimisliikkeeksi ja generaattorissa sähkönä siirrettäväksi. Sähköä generaattorin avulla tuottavat yleisimmät voimalaitostyypit ovat ydinvoimala, vesivoimala, tuulivoimala ja erilaiset lämpövoimalat. Generaattorissa tuotetaan vaihtojännitettä, joka synnyttää vaihtovirran. Myös aurinkovoimalat tuottavat sähköä, mutta niiden sähköntuotanto perustuu Auringon säteilyenergian muuntamiseen suoraan sähköksi ilman generaattoria.
Voimalaitokset on yhdistetty sähkönjakeluverkkoihin. Niillä energia saadaan siirrettyä sähkönä yhteiskunnan käyttöön. Voimalaitoksissa tuotettu sähkö saadaan kotitalouksissa käyttöön verkkopistokkeista, joiden tehollinen jännite on 230 V.
Kaikkia sähkölaitteita ei tarvitse kytkeä verkkojännitteeseen. Sähkön lähteenä voi olla sen sijaan esimerkiksi akku tai paristo. Ne tuottavat tasajännitteen ja tasavirran. Akussa ja paristossa on positiivisen varauksen puoli (anodi) ja negatiivisen varauksen puoli (katodi). Paristo- ja akkutyypistä riippuu, mitä materiaalia anodi ja katodi ovat. Sekä paristo että akku sisältävät ympäristölle haitallisia aineita, joten ne kierrätetään ongelmajätteenä.
Jännitteen syntyminen akussa ja paristossa perustuu kemiallisiin hapetus-pelkistys–reaktioihin. Kemiallista energiaa muunnetaan laitteissa muihin muotoihin sähkövirran välityksellä. Paristosta poiketen akku voidaan ladata, jolloin sen kemiallinen energiavaranto palautetaan.
Aurinkokenno muuntaa valon hiukkasten energiaa varauksellisten hiukkasten sähköenergiaksi. Fotoni eli valohiukkanen osuu aurinkokennon pintaan irrottaen siitä elektronin. Aurinkokenno rakennetaan puolijohteesta siten, että vapautuneet elektronit liikkuvat vain yhteen suuntaan. Syntyy tasajännite ja tasavirtaa. Pii on aurinkokennojen yleisin puolijohdemateriaali. Energiantuotannon lisäksi aurinkokennoja käyttävät monenlaiset laitteet, niin avaruusluotaimet kuin taskulaskimetkin. Aurinkokennon taustalla olevaan valosähköiseen ilmiöön tutustutaan tarkemmin oppimateriaalissa FY8: Aine, säteily ja kvantittuminen.
