Щоб електричний струм у провіднику проходив як завгодно довго, потрібно в ньому весь час підтримувати електричне поле, тобто забезпечувати на одному кінці провідника надлишок заряду певного знака, а на другому - його нестачу. Такий сталий розподіл зарядів на кінцях провідника створюється та підтримується джерелами електричного струму.

Джерелами електричного струму називають пристрої, у яких відбувається перетворення енергії певного виду на електричну енергію.

Узагальнимо умови, необхідні для утворення та існування електричного струму:

1. Наявність у певному середовищі електричних зарядів, які можуть у ньому рухатися. 

2. Наявність у певному середовищі електричного поля, енергія якого витрачається на переміщення зарядів. 

3. Щоб струм існував постійно, потрібно утворити замкнене електричне коло, що буде складатись із джерела струму, споживачів електричної енергії, вимикачів та інших елементів, з’єднаних провідниками. 

Людина у своїй практичній діяльності використовує різноманітні джерела електричного струму, які за видом перетворюваної енергії можна поділяти на: 

хімічні (гальванічні елементи, акумулятори),   

світлові (фотоелементи, сонячні батареї), 

теплові (термоелементи), 

механічні (електрофорна машина, генератори електричного струму різного роду). 

Найпоширенішими джерелами струму є хімічні. Перше найпростіше хімічне джерело струму, яке не втратило свого практичного значення й дотепер, створив у 1799 р. італійський фізик Алессандро Вольта й назвав його гальванічним елементом на честь одного із засновників вчення про електрику Луїджі Гальвані. 

Найпростіший гальванічний елемент можна виготовити, якщо взяти дві пластини — цинкову та мідну й опустити їх у розчин сірчаної кислоти. Між пластинами й сірчаною кислотою будуть відбуватися хімічні реакції, у результаті яких одна з пластин набуде позитивного заряду, інша — негативного. Ці пластини називаються електродами (полюсами) джерела струму, до того ж кожний з електродів має свою назву: позитивно заряджений електрод називається анодом, негативно заряджений — катодом. Якщо полюси з’єднати провідником, то по ньому проходитиме електричний струм (мал. а). Із часом гальванічний елемент виходить із ладу, оскільки закінчується запас речовин, необхідних для хімічних реакцій. 

Гальванічні елементи (мал. б) можуть відрізнятися формою й наповненням, але конструктивно будь-який гальванічний елемент складається із двох електродів та електроліту. Електролітом слугує, як правило, рідка або желеподібна суміш хімічних речовин, які вступають у хімічні реакції з речовинами електродів. Електродами є різні метали. Найчастіше електроди занурені в окремі електроліти, відокремлені один від одного мембранами (сепараторами). Унаслідок хімічних реакцій на електродах накопичуються заряди відповідного знака.  

Різновидом гальванічних джерел струму є електричні акумулятори (від латин. «акумуляторе» — нагромаджувати). Найпростіший акумулятор складається з двох свинцевих пластин (електродів), уміщених у розчин сірчаної кислоти. Щоб акумулятор став джерелом струму, його потрібно зарядити. У процесі зарядки внаслідок хімічних реакцій один електрод акумулятора стає позитивно, а другий — негативно зарядженим. Після заряджання акумулятор можна використовувати як самостійне джерело струму. Акумулятор працює до того часу, поки свинцеві пластини не відновляться до початкового (чистого) стану. Потім акумулятор можна знову зарядити.

Як акумулятори, так і гальванічні елементи можна об’єднувати в батареї: акумуляторну або батарею гальванічних елементів.

Під дією світла, що падає на поверхню пластин з деяких речовин, наприклад селену або кремнію, у них відбувається перерозподіл позитивних і негативних електричних зарядів. На цьому ґрунтуються будова та дія сонячних батарей. 

На теплових, атомних, вітряних і гідроелектростанціях електричний струм виробляють за допомогою різних генераторів електричного струму (з латин. generator - виробник, створювач). Про типи генераторів, їх будову та дію ви дізнаєтеся згодом. 

Запитання для самоперевірки

1. Що таке електричний струм?

2. Що потрібно створити у провіднику, щоб у ньому виник і протягом певного часу існував електричний струм?

3. Що називають джерелом електричного струму?

4. Які джерела електричного струму ви знаєте?

5. Хто перший створив гальванічний елемент? Яке походження цієї назви?

6. Чим відрізняється акумулятор від гальванічного елемента?

7. Яка енергія перетворюється на електричну в сонячних батареях? Термоелементах?

8. Наведіть приклади застосування різноманітних джерел електричного струму.

Поясніть

1. Що необхідно зробити, щоб на двох електрометрах, з’єднаних металевим провідником, підтримувати рівні за значенням і протилежні за знаком електричні заряди?

2. Чи можливо отримати електричний струм без джерела струму? Поясніть за допомогою прикладів.

3. Що спільного в гальванічному елементі й акумуляторі та чим вони відрізняються?

4. Найчастіше вільними носіями струму є електрони. Чому за напрям струму прийнято напрям руху позитивних зарядів?

Припустіть, що гальванічному елементу більше двох тисяч років.

У 1936 році австралійський археолог В. Кенінг, проводячи розкопки в Іраку, знайшов дивний предмет ― глиняну посудину завдовжки 28 см, в середині якої був мідний циліндр, що, у свою чергу, за асфальтовою прокладкою приховував окислений залізний брусок.

Вчені виявили вік посудини ― 2000 років. Довго вони ламали голову над призначенням цієї посудини, поки у когось не майнула думка, що це є гальванічний елемент. Незабаром знайшли ще кілька посудин, з’єднаних залізними і мідними стержнями. Це вже була справжня гальванічна батарея!

Вчені реконструювали один зі знайдених пристроїв, заповнили його найдоступнішими жителям Дворіччя рідинами ― вином, оцтом, морською водою і ― ото дива! ― дістали електричний струм силою до 0,5 А і напругою до 0,5 В, який йшов 18 днів!