Το ηλεκτρικό ρεύμα.

Παρουσίαση με θέμα: "Το ηλεκτρικό ρεύμα."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 το ηλεκτρικό ρεύμα

2 η Φυσική είναι ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ, ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ , ΕΝΝΟΙΕΣ, ΝΟΜΟΙ

3 αντικείμενα και φαινόμενα
Χιλιάδες αναμμένοι θερμοσίφωνες, τοστιέρες, ηλεκτρικές σκούπες, λαμπτήρες φωτισμού σεσουάρ, κουζίνες, ασανσέρ, ψυγεία, ηλεκτρικά καλοριφέρ, ηλεκτρικά πλυντήρια, μπλακ εντ ντέκερ, τόρνοι, ηλεκτρικά σίδερα, βιομηχανικοί κινητήρες, τρόλεϊ, λαμπάκια στο χριστουγεννιάτικο δέντρο, τροχοί οδοντογιατρών, το φανάρι του δύτη, τα μακρινά φώτα και οι μίζες των γιωταχί, τηλεοράσεις, κλιματιστικά, ηλεκτρικά σίδερα, μίξερ, κομπρεσέρ, φούρνοι μικροκυμάτων. Μια μεγάλη ποικιλία ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ και ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ. Ωστόσο ανάμεσά τους υπάρχει κάτι κοινό. Είναι το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ. Η πολιτεία ζει μέσα από το ηλεκτρικό ρεύμα. Εξαρτημένη από αυτό ξεχνάει και να το ομολογήσει. Το θυμάται κάθε φορά που η βλάβη σε κάποιο υποσταθμό την αναγκάζει να το θυμηθεί Σε σχολικό εργαστήριο η μαθήτρια έχει μπροστά της ένα σωρό ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ. Σε λίγο δύο στήλες των έξι βολτ, ένας διακόπτης, μια σειρά από καλώδια, ένα μικρό λαμπάκι κι ένα διάλυμα θειικού οξέος συνδέονται σε σειρά και δημιουργούν ηλεκτρικό κύκλωμα. Κάπου κοντά βρίσκεται ένας μικρός και ελαφρός μαγνήτης, μία μαγνητική βελόνα δείχνει με επιμονή τον βορρά. Η μαθήτρια κλείνει τον διακόπτη και τρία διαφορετικά ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ προδίδουν την ύπαρξη ηλεκτρικού ρεύματος. Το λαμπάκι ανάβει, η μαγνητική βελόνα εκτρέπεται και δεν δείχνει πια τον βορρά ενώ στο ηλεκτρολυτικό διάλυμα παρατηρείται ηλεκτρόλυση. Ανιχνεύεται οξυγόνο στην άνοδο και στην κάθοδο υδρογόνο.

4 και η Σκέψη μας καλείται να βάλει μια τάξη
Ένα χάος γεγονότων

5 Μέσα σε κάθε ηλεκτρικό μοτέρ υπάρχει ένας ΜΑΓΝΗΤΗΣ
Ταξινομεί τα ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ σε εκείνα στα οποία παρατηρείται μόνο «αύξηση της θερμοκρασίας», όπως αυτό που συμβαίνει στον λαμπτήρα, στον θερμοσίφωνα, στο ηλεκτρικό σίδερο, στην τοστιέρα, στην κουζίνα, στο καλοριφέρ . Τα χαρακτηρίζει ΘΕΡΜΙΚΑ σε εκείνα όπως η ηλεκτρόλυση και η ηλεκτροπληξία στα οποία παρατηρείται χημική δράση Τα χαρακτηρίζει ΧΗΜΙΚΑ σε εκείνα όπως η εκτροπή της μαγνητικής βελόνας στο εργαστήριο, η λειτουργία του ασανσέρ, της ξυριστικής μηχανής του μπλακ εντ ντέκερ, της μίζας, του σεσουάρ, του τροχού ου οδοντογιατρού, του ψυγείου, του τόρνου, του μίξερ, του κομπρεσέρ και του τρόλεϊ Τα χαρακτηρίζει ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ Καλά η εκτροπή της μαγνητικής βελόνας από το ρευματοφόρο καλώδιο αλλά στη λειτουργία του ασανσέρ, του σεσουάρ, της ξυριστικής μηχανής, του κομπρεσέρ και του μίξερ δεν βλέπω τίποτα το «μαγνητικό» Είναι κάτι που δεν το ξέρεις. Μέσα σε κάθε ηλεκτρικό μοτέρ υπάρχει ένας ΜΑΓΝΗΤΗΣ

6 και τι ακριβώς εννοούμε όταν λέμε ότι «το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ
Ακριβώς . και τι ακριβώς εννοούμε όταν λέμε ότι «το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ προκαλεί μαγνητικά ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ»; εννοούμε ότι ένα ρευματοφόρο καλώδιο ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑ με μαγνήτη αυτό θα πει ότι το ρευματοφόρο καλώδιο προκαλεί την εκτροπή της μαγνητικής βελόνας, όπως αυτή που είδα με τα μάτια μου στο εργαστήριο ; Ναι αλλά όχι μόνο αυτό. Η αλληλεπίδραση έχει δύο όψεις. Το ρευματοφόρο καλώδιο επιδρά σε μαγνήτη αλλά και ο μαγνήτης επιδρά σε ρευματοφόρο καλώδιο. Ο κρυμμένος δηλαδή μαγνήτης στο μίξερ επιδρά σε κάποια καλώδιο και το μοτεράκι αρχίζει να στρέφεται;

7 και πώς δημιουργείται ηλεκτρικό ρεύμα;
ποια είναι η αιτία του; αν πρόκειται για το ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα κύκλωμα η ΑΙΤΙΑ – στη γλώσσα της Φυσικής - είναι η ΗΛΕΚΤΡΕΓΕΡΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ θα το συζητήσουμε αργότερα τι είναι αυτό; δεν καταλαβαίνω αν πρόκειται για το ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα τμήμα κυκλώματος η ΑΙΤΙΑ είναι η ΔΙΑΦΟΡΑ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ σαν αυτή που μας προσφέρει η μπαταρία ; μια μπαταρία όπως αυτή με την οποία φορτίζαμε τους πυκνωτές μάς προσφέρει διαφορά δυναμικού. Αλλά αυτό δεν αρκεί. η διαφορά δυναμικού αναφέρεται σε δύο σημεία και για να δημιουργηθεί ρεύμα χρειάζεται τα δύο σημεία να συνδέονται με αγώγιμο υλικό, όπως ο χαλκός, ο σίδηρος, το αλουμίνιο, ο υδράργυρος, τα κράματα των μετάλλων.

8 το κουτί έχει μονωτικό περίβλημα και
το ξύλο του μολυβιού δεν είναι αγωγός και το λαμπάκι δεν θα ανάψει το ψαλίδι είναι σιδερένιο και το λαμπάκι ΘΑ ΑΝΑΨΕΙ το κουτί έχει μονωτικό περίβλημα και το λαμπάκι δεν θα ανάψει

9 ο μαγνήτης ΕΠΙΔΡΑ σε ηλεκτρικό ρεύμα
το ηλεκτρικό ρεύμα ΑΙΤΙΕΣ και ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΘΕΡΜΙΚΑ φαινόμενα η θερμοκρασία των ρευματοφόρων αγωγών ΑΥΞΑΝΕΤΑΙ ΔΙΑΦΟΡΑ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ή ΗΛΕΚΤΡΕΓΕΡΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ αγωγός ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ΧΗΜΙΚΑ φαινόμενα ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ φαινόμενα Το ηλεκτρικό ρεύμα ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑ με μαγνήτη Και όλα αυτά τα φαινόμενα εκδηλώνονται πάντα ; Κάθε φορά δηλαδή που θα έχουμε ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ θα έχουμε ΘΕΡΜΙΚΑ, ΧΗΜΙΚΑ και ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ φαινόμενα; το ηλεκτρικό ρεύμα ΕΠΙΔΡΑ σε μαγνήτη ο μαγνήτης ΕΠΙΔΡΑ σε ηλεκτρικό ρεύμα στη γλώσσα των φυσικών δημιουργεί ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ το οποίο επιδρά σε οποιονδήποτε μαγνήτη βρεθεί σε αυτό Όχι . . εκείνο που συμβαίνει πάντα είναι ότι το οποιοδήποτε ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ θα δημιουργεί οπωσδήποτε ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ . ένα εντελώς ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ «πράγμα», όπως το ρεύμα δημιουργεί κάτι ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ Ακούγεται παράξενα

10 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ είναι ΚΑΤΕΥΘΥΝΟΜΕΝΗ ΚΙΝΗΣΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ
είναι ένα ερώτημα στο οποίο άργησαν να δώσουν απάντηση οι φυσικοί Και ποιο είναι το μυστικό του ρεύματος ; Τι συμβαίνει μέσα στον ρευματοφόρο αγωγό όταν ανάβει το λαμπάκι ή όταν επιδρά σε μαγνήτη; μια ΙΔΕΑ που έκανε την εμφάνισή της τον 19ο αιώνα συσχέτιζε το ηλεκτρικό ρεύμα με το ηλεκτρικό φορτίο ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ είναι ΚΑΤΕΥΘΥΝΟΜΕΝΗ ΚΙΝΗΣΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ

11 επίσκεψη στον ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟ
το αγαπημένο των χημικών και των ηλεκτρολόγων

12 το «αγαπημένο» των χημικών και των ηλεκτρολόγων
και αυτό το ερώτημα έμενε χωρίς απάντηση για δεκάδες χρόνια Και ποια είναι αυτά τα σωματίδια με ηλεκτρικό φορτίο η κίνηση των οποίων συνιστά το ηλεκτρικό ρεύμα ; προς το τέλος του 19ου αιώνα οι Ευρωπαίοι φυσικοί με μία εντυπωσιακή «κατάδυση» στον Μικρόκοσμο της ύλης «ανακάλυψαν ένα πιτσιρίκι αόρατο σωματίδιο, πολύ πολύ μικρότερο από το άτομο, το οποίο επρόκειτο να γίνει το «αγαπημένο» των χημικών και των ηλεκτρολόγων και ; Υποθέτω ότι εννοείς το ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟ Γιατί λες « σε ΜΕΤΑΛΛΙΚΟΥΣ αγωγούς» ; Υπονοείς ότι υπάρχουν και αγωγοί όπου τα κινούμενα σωματίδια δεν είναι ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ; αυτό εννοώ . . και σήμερα εξακολουθούμε να αποδεχόμαστε τη θεωρία ότι τα σωματίδια που ευθύνονται για το ηλεκτρικό ρεύμα σε ΜΕΤΑΛΛΙΚΟΥΣ αγωγούς είναι τα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ ακριβώς . . μόνο σε μεταλλικούς αγωγούς τα σε κατευθυνόμενη κίνηση «φορτηγά» του ηλεκτρικού φορτίου είναι αποκλειστικά τα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ

13 Όχι ακριβώς . Τα ηλεκτρόνια δεν τα στέλνει η μπαταρία
στους υγρούς αγωγούς τα «φορτηγά» είναι ιόντα ενώ σε αέριους αγωγούς είναι ηλεκτρόνια και ιόντα και στους υγρούς αγωγούς όπως είναι οι ηλεκτρολύτες ποια είναι τα «φορτηγά» ; Όταν δηλαδή πέφτει κεραυνός συμβαίνει κατευθυνόμενη κίνηση ιόντων και ηλεκτρονίων στην ατμόσφαιρα ; έτσι γίνεται Όχι ακριβώς . Τα ηλεκτρόνια δεν τα στέλνει η μπαταρία Όταν λοιπόν συνδέω τους πόλους της με ένα καλώδιο, η μπαταρία στέλνει στο καλώδιο ηλεκτρόνια.

14 που βρέθηκαν τα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ ;

15 και που βρέθηκαν τα ηλεκτρόνια; υπάρχουν στο μεταλλικό καλώδιο
και η μπαταρία δημιουργεί στο εσωτερικό του ένα ηλεκτρικό πεδίο το οποίο τους ασκεί δυνάμεις Και το πεδίο αυτό μπορεί και τα «ξεκολλάει» από τα άτομα; Για να κάνεις αυτή την ερώτηση υποθέτω ότι τα φαντάζεσαι να περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα Όχι τα ηλεκτρόνια που σχετίζονται με το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ΕΛΕΥΘΕΡΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ τα οποία υπάρχουν στα μέταλλα και «αλητεύουν» ανάμεσα στα ιόντα του μετάλλου Έτσι τα φαντάζομαι γιατί έτσι μάθαμε στη Χημεία. εφόσον βρίσκονται σε ΚΙΝΗΣΗ γιατί δεν εκδηλώνεται ηλεκτρικό ρεύμα ; Και υπονοείς ότι τέτοια ΕΛΕΥΘΕΡΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ δεν υπάρχουν σε υλικά όπως το ξύλο, το γυαλί, ο φελλός κι όλα εκείνα που λέγονται ΜΟΝΩΤΕΣ Τώρα κατάλαβα . . . Ξέρεις όταν είχα πρωτακούσει για ηλεκτρικό ρεύμα και ηλεκτρόνια φανταζόμουνα ότι το βραδάκι όταν ανάβουμε το φως έρχονται ηλεκτρόνια από τη ΔΕΗ περνούν από το διακόπτη και μας ανάβουν το φως γιατί η κίνησή τους είναι άτακτη . . όταν όμως «εμφανιστεί» το ηλεκτρικό πεδίο η κίνησή τους γίνεται ΚΑΤΕΥΘΥΝΟΜΕΝΗ ακριβώς έτσι

16 Τα ηλεκτρόνια δεν είναι της ΔΕΗ, ούτε της μπαταρίας
Υπάρχουν ως ΕΛΕΥΘΕΡΑ σε άτακτη κίνηση σε όλα τα αγώγιμα αντικείμενα και περιμένουν

17 Στον ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟ του χαλκού
ΕΛΕΥΘΕΡΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ ΙΟΝΤΑ ΧΑΛΚΟΥ

18 ΦΟΡΑ ηλεκτρικού ρεύματος
η έννοια ΦΟΡΑ ηλεκτρικού ρεύματος

19 φορά του ηλεκτρικού ρεύματος θεωρείται
η φορά από τα μεγάλα δυναμικά προς τα μικρότερα Μου φαίνεται παράξενο γιατί τα ηλεκτρόνια κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση Πρόκειται για μια παγκόσμια συμφωνία η οποία εδραιώθηκε τον 19ο αιώνα πριν οι φυσικοί καταλήξουν στο ότι « σε μεταλλικούς ρευματοφόρους αγωγούς τα κινούμενα σωματίδια είναι ηλεκτρόνια » Πώς μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι άλλαξε η φορά ενός ρεύματος; Το θερμικά φαινόμενα θα είναι διαφορετικά ; η θέρμανση του αγωγού θα γίνει κατά τον ίδιο ακριβώς τρόπο . . . εκείνο που θα αναστραφεί θα είναι το μαγνητικό πεδίο

20 ΕΝΤΑΣΗ ηλεκτρικού ρεύματος
η έννοια ΕΝΤΑΣΗ ηλεκτρικού ρεύματος

21 η ΕΝΤΑΣΗ ηλεκτρικού ρεύματος
αναφέρεται σε ρευματοφόρο αγωγό περιγράφει το «πόσο ισχυρό» είναι το ρεύμα που διαρρέει τον αγωγό συμβολίζεται με το γράμμα Ι λέγεται και ΡΕΥΜΑ συνιστά και φυσικό μέγεθος με μονάδα μέτρησης το ένα αμπέρ 1 Α μετριέται με αμπερόμετρο το οποίο παρεμβάλλεται q Ι ορίζεται από τη σχέση = όπου q το ηλεκτρικό φορτίο που διακινείται από μία διατομή του αγωγού σε χρονικό διάστημα t για την περίπτωση σταθερού ρεύματος ) t

22 η έννοια ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ

23 όπου L το μήκος του αγωγού, S το εμβαδόν της διατομής του
η έννοια ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ αναφέρεται σε αντιστάτη και γενικότερα σε αγωγό ( σε δύο σημεία του Α και Β ) περιγράφει τη συμβολή του αγωγού στη διαμόρφωση της τιμής του ρεύματος ( εάν εφαρμοστεί κάποια τάση στα σημεία Α και Β ) . συμβολίζεται με το γράμμα R συνιστά και φυσικό μέγεθος με μονάδα μέτρησης το ένα ωμ 1 Ω VAB ορίζεται από τη σχέση R όπου VAB η τάση στα Α , Β και Ι το ρεύμα που θα διαρρέει τον αγωγό. = I μετριέται με αμπερόμετρο και βολτόμετρο, με μετρήσεις ταυτόχρονες η τιμή της διαμορφώνεται από τα γεωμετρικά στοιχεία του αγωγού, από το υλικό του αγωγού και από τη θερμοκρασία L R ρ εφόσον ο αγωγός είναι κυλινδρικός ή πρισματικός σταθερής διατομής η απάντηση στο «από τι καθορίζεται η τιμή της ;» δίνεται με την εξίσωση = S όπου L το μήκος του αγωγού, S το εμβαδόν της διατομής του και ρ η ειδική αντίσταση του υλικού, η τιμή της οποίας εξαρτάται και από τη θερμοκρασία

24 που τα πιάνουμε με τα χέρια μας
βέβαια η ΦΥΣΙΚΗ εκτός από ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΝΟΙΕΣ ΝΟΜΟΙ είναι και ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ που τα πιάνουμε με τα χέρια μας

25 τα ΑΝΤ ΙΚΕΙΜΕΝΑ ο ΑΝΤΙΣΤΑΤΗΣ η ΜΠΑΤΑΡΙΑ |Ι
είναι αγωγός ο οποίος υπακούει στον νόμο του Ohm ή συμβολίζεται με με ο ΛΑΜΠΤΗΡΑΣ συμβολίζεται με η ΜΠΑΤΑΡΙΑ |Ι συμβολίζεται με ο ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ συμβολίζεται με τα ΚΑΛΩΔΙΑ είναι αγωγοί με αμελητέα αντίσταση καθένα από αυτά συμβολίζεται με

26 το ΑΜΠΕΡΟΜΕΤΡΟ το ΒΟΛΤΟΜΕΤΡΟ και είναι ακόμα Α V
με το οποίο μετράμε την ένταση του ρεύματος το συμβολίζουμε με Α και το ΒΟΛΤΟΜΕΤΡΟ με το οποίο μετράμε τη ΔΙΑΦΟΡΑ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ μεταξύ δύο σημείων το συμβολίζουμε με V

27 διαλέγουμε ορισμένα από αυτά
τα συναρμολογούμε και φτιάχνουμε το ηλεκτρικό ΚΥΚΛΩΜΑ

28 το ΚΥΚΛΩΜΑ

29 users.sch.gr /kassetas