2.2 ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΚΥΚΛΩΜΑ

Τί είναι το κλειστό και το ανοικτό ηλεκτρικό κύκλωμα; Στόχοι μαθήματος Τί είναι το κλειστό και το ανοικτό ηλεκτρικό κύκλωμα; Τί εκφράζει η ενέργεια του ηλεκτρικού ρεύματος; Τί είναι η διαφορά δυναμικού και ποιά η σημασία της;

Κάθε διάταξη που αποτελείται από κλειστούς αγώγιμους δρόμους μέσω των οποίων μπορεί να διέλθει ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζεται ηλεκτρικό κύκλωμα

Κάθε διάταξη που αποτελείται από κλειστούς αγώγιμους δρόμους μέσω των οποίων μπορεί να διέλθει ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζεται ηλεκτρικό κύκλωμα Όταν τα ηλεκτρόνια ακολουθούν μια κλειστή διαδρομή το κύκλωμα λέγεται κλειστό.

Αν η κίνηση των ηλεκτρονίων διακοπεί το κύκλωμα λέγεται ανοικτό Κάθε διάταξη που αποτελείται από κλειστούς αγώγιμους δρόμους μέσω των οποίων μπορεί να διέλθει ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζεται ηλεκτρικό κύκλωμα Όταν τα ηλεκτρόνια ακολουθούν μια κλειστή διαδρομή το κύκλωμα λέγεται κλειστό. Αν η κίνηση των ηλεκτρονίων διακοπεί το κύκλωμα λέγεται ανοικτό

Αν η κίνηση των ηλεκτρονίων διακοπεί το κύκλωμα λέγεται ανοικτό Κάθε διάταξη που αποτελείται από κλειστούς αγώγιμους δρόμους μέσω των οποίων μπορεί να διέλθει ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζεται ηλεκτρικό κύκλωμα Όταν τα ηλεκτρόνια ακολουθούν μια κλειστή διαδρομή το κύκλωμα λέγεται κλειστό. Αν η κίνηση των ηλεκτρονίων διακοπεί το κύκλωμα λέγεται ανοικτό διακόπτης Τί συμβαίνει όταν καίγεται η λάμπα;

Κάθε πηγή μετατρέπει κάποια μορφή ενέργειας σε ηλεκτρική Η πηγή δημιουργεί ηλεκτρικό πεδιο μέσα στο σύρμα και αυτό ασκεί δύναμη στα ηλεκτρόνια Η δύναμη αυτή παράγει έργο Το έργο αυτό εκφράζει την ενέργεια που μεταφέρθηκε από την πηγή στα ηλεκτρόνια Η ενέργεια αυτή λέγεται ενεργεια ηλεκτρικού ρεύματος Κάθε πηγή μετατρέπει κάποια μορφή ενέργειας σε ηλεκτρική

Πόσο χρόνο παίρνει στα ηλεκτρόνια να αρχίσουν να κινούνται; Πόσο γρήγορα κινούνται τα ηλεκτρόνια;

Πόσο χρόνο παίρνει στα ηλεκτρόνια να αρχίσουν να κινούνται; Πόσο γρήγορα κινούνται τα ηλεκτρόνια; Ποιός παρέχει τα ηλεκτρόνια που κινούνται στο κύκλωμα; Είναι σωστό να πούμε ότι η ΔΕΗ μας πουλά ηλεκτρόνια;

Συχνά αναφερόμαστε στην έννοια της ηλεκτρικής τάσης Τί είναι τα Volts (V) στις μπαταρίες; Τί είναι τα καλώδια υψηλής τάσης;

Ε I

Ε I Με την τάση εκφράζω πόση ενέργεια μπορεί να δώσει η πηγή σε κάθε φορτιό (έχοντας κουβαλήσει τα ηλεκτρόνια στο υψηλότερο-αρνητικό σημείο) V Τα ηλεκτρόνια κινούνται αυθόρμητα από θέσεις «υψηλής» ενέργειας σε θέσεις «χαμηλής» ενέργειας

προς το φορτίο (q) των ηλεκτρονίων Ε I Ηλεκτρική τάση ή διαφορά δυναμικού (Vπηγής ) μεταξύ των δύο πόλων μιας πηγής είναι το πηλίκο της ενέργειας που προσφέρεται από την πηγή στα ηλεκτρόνια που κινούνται εξαιτίας της (Εηλεκτρική ) προς το φορτίο (q) των ηλεκτρονίων

προς το φορτίο (q) των ηλεκτρονίων Ε I Ηλεκτρική τάση ή διαφορά δυναμικού (Vπηγής ) μεταξύ των δύο πόλων μιας πηγής είναι το πηλίκο της ενέργειας που προσφέρεται από την πηγή στα ηλεκτρόνια που κινούνται εξαιτίας της (Εηλεκτρική ) προς το φορτίο (q) των ηλεκτρονίων Μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής τάσης: 1 Volt (1 V)

Γιατί μπαταρίες με περισσότερα Volt κάνουν το λαμπάκι να φωτίζει περισσότερο;

Γιατί μπαταρίες με περισσότερα Volt κάνουν το λαμπάκι να φωτίζει περισσότερο; Ε Ε 1,5 Volt 4,5 Volt Το σύρμα (άρα και το φορτίο) είναι ίδιο, άρα τα περισσότερα Volt εκφράζουν περισσότερη ενέργεια άνα ηλεκτρόνιο (οπότε τα ηλεκτρόνια αριστερά φωτοβολούν πιο πολύ)

4,5 Volt

4,5 Volt

4,5 Volt

I 4,5 Volt I 1,5 Volt

Ή τα ηλεκτρόνια κινούνται πιο γρήγορα 4 Volt 4 Watt Ή τα ηλεκτρόνια κινούνται πιο γρήγορα ή κινούνται περισσότερα ταυτόχρονα 4 Volt 2 Watt

Ε Η διαφορά δυναμικού έχει νόημα και για τη συσκευή που καταναλώνει ενέργεια (τη λάμπα) I

Ε Η διαφορά δυναμικού έχει νόημα και για τη συσκευή που καταναλώνει ενέργεια (τη λάμπα) I Ηλεκτρική τάση ή διαφορά δυναμικού (V) μεταξύ των δύο άκρων ενός καταναλωτή είναι το πηλίκο της ενέργειας που προσφέρεται σε αυτόν από τα ηλεκτρόνια που περνούν από αυτόν (Εηλεκτρική ) προς το φορτίο (q) των ηλεκτρονίων

B Γ A Δ

A B B Γ Γ Δ A Δ

A B B Γ ΒΓ ΑΔ Γ VAΔ = VΒΓ Όση ενέργεια παίρνει από την πηγή, την δίνει στη λάμπα Δ A Δ

A B B Γ ΒΓ ΑΔ Γ VAΔ = VΒΓ Όση ενέργεια παίρνει από την πηγή, την δίνει στη λάμπα Δ A Δ Δ B Γ Ε A Ζ

A B B Γ ΒΓ ΑΔ Γ VAΔ = VΒΓ Δ A Δ B A Δ B Γ Ε Γ Δ Ε Ζ A Ζ

A B B Γ ΒΓ ΑΔ Γ VAΔ = VΒΓ Δ A Δ B A Δ B Γ Ε Γ Δ ΑΖ Ε VAΖ = VΒΓ + VΔΕ Από την ενέργεια που παίρνει από την πηγή, ένα μέρος το δίνει στην πρώτη λάμπα και ένα μέρος στη δεύτερη Ζ A Ζ

B Γ VAΔ = VΒΓ A Δ Δ B Γ Ε VAΖ = VΒΓ + VΔΕ Από την ενέργεια που παίρνει από την πηγή, ένα μέρος το δίνει στην πρώτη λάμπα και ένα μέρος στη δεύτερη A Ζ

Ε Η διαφορά δυναμικού έχει νόημα και για τη συσκευή που καταναλώνει ενέργεια (τη λάμπα) I Ηλεκτρική τάση ή διαφορά δυναμικού (V) μεταξύ των δύο άκρων ενός καταναλωτή είναι το πηλίκο της ενέργειας που προσφέρεται σε αυτόν από τα ηλεκτρόνια που περνούν από αυτόν (Εηλεκτρική ) προς το φορτίο (q) των ηλεκτρονίων Αν το ρεύμα σταματήσει πόση είναι η διαφορά στα άκρα του καταναλωτή; Πόση είναι στα άκρα της πηγής;

B Γ Δ A Ε

VΒ = 10 V VΓ = 10 V VΔ = 2 V B Γ Δ VA = 10 V VΕ = 2 V A Ε

VΒ = 10 V VΓ = 10 V VΔ = 2 V B Γ Δ Vλάμπας = VΒΓ = 0 V Vπηγής = VΑΕ = 8 V VA = 10 V VΕ = 2 V A Ε

Την τάση την μετράμε με βολτόμετρα τα οποία συνδέουμε παράλληλα V Α Vπηγής

Ανακεφαλαίωση Κάθε διάταξη που αποτελείται από κλειστούς αγώγιμους δρόμους μέσω των οποίων μπορεί να διέλθει ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζεται ηλεκτρικό κύκλωμα Η πηγή δημιουργεί ηλεκτρικό πεδιο μέσα στο σύρμα και αυτό ασκεί δύναμη στα ηλεκτρόνια Η δύναμη αυτή παράγει έργο Το έργο αυτό εκφράζει την ενέργεια που μεταφέρθηκε από την πηγή στα ηλεκτρόνια Η ενέργεια αυτή λέγεται ενεργεια ηλεκτρικού ρεύματος Ηλεκτρική τάση ή διαφορά δυναμικού (V) είναι το πηλίκο της ενέργειας (Εηλεκτρική ) προς το φορτίο (q) των ηλεκτρονίων V Vπηγής

Ερωτήσεις Επανάληψης:

Λ2 Λ3 δ2 Λ1 δ3 Λ4 δ1 Η ηλεκτρική τάση στα άκρα μιας πηγής είναι 40 V. Αν η πηγή μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια 8 J σε ελεύθερα ηλεκτρόνια, ποιό είναι το συνολικό φορτίο των ηλεκτρονίων και ποιός είναι ο αριθμός τους; (qe= - 1,6 · 10-19 C) Ασκήσεις 2,3

10 J 2 Watt 4 Volt 0,5 Α 10 J 4 Watt 4 Volt 1 Α Οι δύο μύλοι θα κάνουν τον ίδιο αριθμό στροφών (την ίδια δουλειά) αλλά ο κάτω θα την κάνει στο μισό χρόνο (και θα τελειώσει και το νερό πιο γρήγορα).

10 J 4 Watt 4 Volt 1 Α 5 J 2 Watt 2 Volt 1 Α Ο πάνω μύλος διώχνει το νερό με μεγαλύτερη πίεση άρα κινεί το μύλο πιο γρήγορα και για

10 J 4 Watt 4 Volt 1 Α 10 J 4 Watt 2 Volt 2 Α Ο πάνω μύλος έχει πιό βαρύ υγρό (άρα ίδια δυναμική ενέργεια σε λιγότερη μάζα υγρού) και έτσι ο μύλος θα κινηθεί το ίδιο γρήγορα και θα κάνει την ίδια δουλειά