Επισκέπτρια Επίκουρη Καθηγήτρια ΗΜΥ 100: Εισαγωγή στην Τεχνολογία Διάλεξη 9 Βασικές Γνώσεις Στατικού Ηλεκτρισμού 6 Οκτωβρίου, 2003 Χρυσάνθη Πρέζα, D.Sc. Επισκέπτρια Επίκουρη Καθηγήτρια TΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ

Περίληψη Ανακοινώσεις Επανάληψη Βασικές Γνώσεις Στατικού Ηλεκτρισμού Εισαγωγή στην ηθική της Τεχνολογίας Βασικές Γνώσεις Στατικού Ηλεκτρισμού Φορτίο Ενέργεια Συνεχές τάση και ρεύμα Ισχύς

Ανακοινώσεις ΚΟ3 πρέπει να παραδοθεί μέχρι την Πέμπτη 9/10/03 Υπενθύμιση: Η ενδιάμεση εξέταση θα γίνει την Δευτέρα, 27/10/03 Υπενθύμιση: Ταχύρυθμα μαθήματα ΗΥ κάθε Δευτέρα στις 8:00 πμ

Επανάληψη: Ηθική της Τεχνολογίας Ορισμός: Είναι οι νόμοι και τα πρότυπα που καθορίζουν τον επαγγελματικό ρόλο των μηχανικών Ασχολείται με υποθέσεις ηθικής που αφορούν Δημόσια ασφάλεια, Δωροδοκία, Προστασία του περιβάλλοντος, Απάτη, Δίκαιο, κτλ Το επάγγελμα των Μηχανικών Προϋποθέτει συγκεκριμένο επίπεδο επιδεξιότητας και ευθύνης Υπάρχουν νόμοι που ρυθμίζουν την άσκηση του επαγγέλμάτος Επιστημονικό Τεχνικό Επιμελητήριο Κύπρου (ΕΤΕΚ) http://www.etek.org.cy/ Αναγνώριση διπλώματος για άσκηση επαγγέλματος, ετήσια άδεια, κώδικας ηθικής, …

Επανάληψη: Κώδικες Ηθικής Επαγγελματικοί οδηγοί Για το πώς να παίρνονται αποφάσεις και να λύνονται προβλήματα ηθικής Προωθούνται από Επαγγελματικούς Συλλόγους Μηχανικών (Professional Engineering Societies) Εκφράζουν τα δικαιώματα και ευθύνες των μελών ΕΤΕΚ Δεοντολογία των Μελών http://www.etek.org.cy/nomi_kanon/deont.html NSPE (National Society of Professional Engineers) Code of Ethics for Engineers http://onlineethics.org/codes/NSPEcode.html IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Code of Ethics http://onlineethics.org/codes/IEEEcode.html

Δεοντολογία των Μελών της ΕΤΕΚ Κανονισμοί του 1996-97 Δεοντολογία των Μελών της ΕΤΕΚ Κανονισμοί του 1996-97  3.   Τα μέλη οφείλουν- (α) Να μην επιδεικνύουν διαγωγή ανέντιμη ή επονείδιστη ή μη συνάδουσα προς το επιστηνομικό ήθος τους επαγγέλματος   (β) να τηρούν και να περιφρουρούν πάντοτε την τιμή και την αξιοπρέπεια του επαγγέλματος και να επιδεικνύουν επαγγελματική συμπεριφορά που να χαρακτηρίζεται από τιμιότητα, ευθύτητα και ευσυνειδησία (γ) να μην υποτάσσουν τις αρχές της επιστήμης και της επαγγελματικής τους τάξης στο ατομικό τους συμφέρον ή στα συμφέροντα τρίτων (δ) να μην καλύπτουν με την υπογραφή τους πρόσωπα φύσει και θέσει αναρμόδια για την εκτέλεση ορισμένης τεχνικής εργασίας (ε) να συμμορφώνονται προς την εκάστοτε ισχύουσα νομοθεσία (στ) να ασκούν τα επαγγελματικά τους καθήκοντα με πλήρη συναίσθηση της ευθύνης την οποία επωμίζονται έναντι των εντολέων τους αλλά και έναντι του κοινωνικού συνόλου ως επιστήμονες μηχανικοί ταγμένοι στην υπηρεσία της επιστήμης τους μέσα στα ευρύτερα πλαίσια των σκοπών του Επιμελητηρίου για πολύπλευρη ανάπτυξη της Κυπριακής Δημοκρατίας και … http://www.etek.org.cy/nomi_kanon/deont.html

Επανάληψη: IEEE Code of Ethics We, the members of the IEEE, in recognition of the importance of our technologies in affecting the quality of life throughout the world, and in accepting a personal obligation to our profession, its members and the communities we serve, do hereby commit ourselves to the highest ethical and professional conduct and agree: to accept responsibility in making engineering decisions consistent with the safety, health and welfare of the public, and to disclose promptly factors that might endanger the public or the environment; to avoid real or perceived conflicts of interest whenever possible, and to disclose them to affected parties when they do exist; to be honest and realistic in stating claims or estimates based on available data; to reject bribery in all its forms; to improve the understanding of technology, its appropriate application, and potential consequences;

Επανάληψη: IEEE Code of Ethics 6. to maintain and improve our technical competence and to undertake technological tasks for others only if qualified by training or experience, or after full disclosure of pertinent limitations; 7. to seek, accept, and offer honest criticism of technical work, to acknowledge and correct errors, and to credit properly the contributions of others; 8. to treat fairly all persons regardless of such factors as race, religion, gender, disability, age, or national origin; 9. to avoid injuring others, their property, reputation, or employment by false or malicious action; 10. to assist colleagues and co-workers in their professional development and to support them in following this code of ethics. - Approved by the IEEE Board of Directors, August 1990

Στόχοι του Μαθήματος Προετοιμασία για σπουδές στον κλάδο των Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ) Ανάπτυξη σωστού και αποτελεσματικού τρόπου μελέτης και επίλυσης προβλημάτων Κατανόηση βασικών θεμάτων στον κλάδο των ΗΜΜΥ Βασικές γνώσεις ηλεκτρολογίας Βασικές γνώσεις υπολογιστών Βασικές γνώσεις ορισμένων συστημάτων

Διεθνές Σύστημα Μονάδων πρόθεμα σύμβολο αξία pico p 10-12 nano n 10-9 micro m 10-6 milli 10-3 centi c 10-2 kilo k 103 mega M 106 giga G 109 tera T 1012 AO: International System of Units (SI system) Γνωστό επίσης ως mks system meter, kilogram, and second για τις μονάδες μήκους, μάζας, και χρόνου π.χ. ταχύτητα φωτός c = 2,9979250 x 108 m / s Χρησιμοποιούνται δυνάμεις του δέκα και αντιστοιχούν σε συγκεκριμένα προθέματα

Βασικές Γνώσεις Στατικού Ηλεκτρισμού Φορτίο Σύμβολο: Q , Μονάδα μέτρησης: C (Coulombs) Υπάρχει στην φύση σε διπολική μορφή αρνητική (-) και θετική (+) Σχετίζεται με την δομή της ύλης: άτομο Τα ηλεκτρόνια έχουν φορτίο + e = - 1.6 x 10-19 C Τα πρωτόνια έχουν φορτίο - e = 1.6 x 10-19 C Ορισμός: 1 C = 6.25 x 1018 e Κάθε άτομο έχει τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων και πρωτονίων ηλεκτρικά ουδέτερο

Βασικές Γνώσεις Στατικού Ηλεκτρισμού Ύλη που δεν είναι ηλεκτρικά ουδέτερη, είναι φορτισμένη και επιδέχεται ηλεκτρικές δυνάμεις Παραδείγματα: 1) Αισθάνεσαι σοκ όταν περπατήσεις στο χαλί και μετά αγγίξεις κάτι μεταλλικό. 2) Η αστραπή είναι το αποτέλεσμα διαφοράς θετικού και αρνητικού φορτίου μεταξύ του εδάφους και ενός σύννεφου Η κατεύθυνση της ηλεκτρικής δύναμης εξαρτάται από την πολικότητα των φορτίων Διαφορετικά φορτία έλκονται Ίδια φορτία απωθούνται

Δύναμη (Force) (Νόμος του Coulomb) Μονάδα: N (Newton ) 1 N = 1 Kg m / s2 + - q1 q2 F έλκονται r + - απωθούνται

Έργο (Ενέργεια) Α Θετικό + + + Q Φορτίο + Β Καταβάλεται έργο (ενέργεια) για την μεταφορά του φορτίου (+) από το σημείο Β στο σημείο Α. Σύμβολο: W, Μονάδα μέτρησης: J (Joules) W = F x απόσταση Η ποσότητα του έργου που χρειάζεται να φέρει το φορτίο σε ένα συγκεκριμένο σημείο κοντά σε ένα άλλο φορτίο εξαρτάται από το φορτίο και την διαφορά δυναμικού ή ηλεκτρική τάση, VAB W = Q x VAB

Ηλεκτρική Τάση Σύμβολο: V Μονάδα μέτρησης: V (volts) V = W / Q 1 V = 1 J / C Χρειάζεται 1 J ενέργειας για την κίνηση φορτίου 1 C ανάμεσα σε διαφορά δυναμικού 1 V. Μπαταρία Χημική ενέργεια μεταφέρει φορτίο ανάμεσα σε διαφορά δυναμικού (τάση)

Ηλεκτρικό Ρεύμα Είναι η ροή φορτίου. Η ποσότητα φορτίου που περνά από ένα σημείο σε συγκεκριμένο χρόνο (δηλ. ο ρυθμός αλλαγής του φορτίου). Σύμβολο: Ι Μονάδα Μέτρησης: Α (Amperes) I = Q / t Σαν ρυθμός αλλαγής του φορτίου I = ΔQ / Δt 1 A = 1 C / s

Κατεύθυνση Ρεύματος - Αγωγός (σύρμα) Ι > 0 Μέσα σε ένα αγωγό η κίνηση φορτίου γίνεται από τα ηλεκτρόνια (-) Η κατεύθυνση του ρεύματος είναι προς την αντίθετη κατεύθυνση (σύμβαση)

Παράδειγμα - Ι = - 3Α - Ι = 3 Α Το ρεύμα είναι το ίδιο και στις δύο περιπτώσεις

Ηλεκτρική Ισχύς (Power) Είναι η αλλαγή έργου (ενέργειας) σε συγκεκριμένο χρόνο (δηλ. ο ρυθμός αλλαγής) όταν φορτίο μετακινείται συνεχώς ανάμεσα σε διαφορά δυναμικού (τάση) Σύμβολο: P , Μονάδα μέτρησης: W (Watts) 1 W = 1 J / s P = dW / dt = d(Q VAB) / dt = dQ/dt VAB => P = I V

Στοιχείο Κυκλώματος Ι A + Σ V - B Στοιχείο με δύο ακροδέκτες (Α, Β). Ρεύμα, I, περνά μέσα από το στοιχείο Το στοιχείο ορίζεται από την σχέση μεταξύ της τάσης και του ρεύματος VA = τάση στον κόμβο Α V = VAΒ = VA - V Β V = 0 V => I = 0 A Αν I = 0 A δεν συνεπάγεται ότι V = 0 V A B Σ + - V Ι

Παράδειγμα 8 V 25 V + + 2 2 5 V 5 V - - 3 V 20 V 1 1 3 V 0 V 17 V Επίπεδο αναφοράς “Γείωση”

Σημασία Πολικότητας Ι A + Σ V - B Αν Ι > 0 τότε υπάρχει ροή θετικού φορτίου από το Α στο Β ή υπάρχει ροή αρνητικού φορτίου από το Β στο Α. Όταν V Ι > 0, το στοιχείο καταναλώνει (απορροφά) ενέργεια Όταν V Ι < 0, το στοιχείο παρέχει ενέργεια A B Σ + - V Ι

Μέτρηση Τάσης Ι A + β Σ V - Β Το βολτόμετρο (β) μετρά την τάση στα άκρα του στοιχείου Το βολτόμετρο ενώνεται παράλληλα με το στοιχείο Το ιδανικό βολτόμετρο δεν τραβά ρεύμα, δηλ. συμπεριφέρεται σαν “ανοικτό κύκλωμα” A Β Σ + - V Ι β

Μέτρηση Ρεύματος Ι A α + V - Σ Β Το αμπερόμετρο (α) μετρά το ρεύμα που περνά μέσα από το στοιχείο Το αμπερόμετρο ενώνεται σε σειρά με το στοιχείο Για το ιδανικό αμπερόμετρο δεν σημειώνεται πτώση τάσης στα άκρα του, δηλ. συμπεριφέρεται σαν “βραχυκύκλωμα” α + V - Σ Β

Περίληψη Ανακοινώσεις Επανάληψη Βασικές Γνώσεις Στατικού Ηλεκτρισμού Εισαγωγή στην ηθική της Τεχνολογίας Βασικές Γνώσεις Στατικού Ηλεκτρισμού Φορτίο Ενέργεια Συνεχές τάση και ρεύμα Ισχύς