2.1 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ

Τί είναι το ηλεκτρικό ρευμα και σε τί είδους υλικά εμφανίζεται; Στόχοι μαθήματος Τί είναι το ηλεκτρικό ρευμα και σε τί είδους υλικά εμφανίζεται; Τι είναι η ηλεκτρική πηγή (μπαταρία) και ποιός ο ρόλος της; Τί είναι η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος και τι εκφράζει η φορά της έντασης; Ποιά είναι τα αποτελέσματα του ηλεκτρικού ρεύματος;

Αυτές οι μηχανές λειτουργούν πάντα; Τί χρειάζονται για να λειτουργήσουν;

Τί είναι το ηλεκτρικό ρεύμα; Από ποιά υλικά περνάει; Τι διαφορές παρουσιάζουν;

Τί είναι το ηλεκτρικό ρεύμα; Από ποιά υλικά περνάει; Τι διαφορές παρουσιάζουν; Το ηλεκτρικό ρεύμα και τα αποτελέσματά του περιγράφονται και ερμηνεύονται από την κίνηση φορτίων μέσα σε ηλεκτρικά πεδία Στους μονωτές δεν κυκλοφορεί ηλεκτρικό ρεύμα. Στους αγωγούς μπορεί υπό ορισμένες συνθήκες να κυκλοφορήσει. Πλαστικό (μονωτής) Μέταλλο (αγωγός)

Στους παρακάτω αγωγούς τώρα κυκλοφορεί ηλεκτρικό ρεύμα; Μέταλλο (αγωγός)

Μέταλλο (αγωγός) Όταν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια των αγωγών κινούνται τυχαία προς όλες τις κατευθύνσεις τότε δεν υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα. Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι η προσανατολισμένη κίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων ή γενικά των φορτίων Όλοι οι αγωγοί επιτρέπουν την κίνηση των ηλεκτρονίων με την ίδια ευκολία;

Στο χαλκό τα ηλεκτρόνια κινούνται πιο γρήγορα από ότι στο σίδερο Σε υλικά όπως το πυρίτιο μόνο κάτω από ορισμένες συνθήκες μπορείς να έχεις κίνηση ηλεκτρονίων (να συμπεριφέρεται σαν αγωγός) Αυτά τα υλικά λέγονται ημιαγωγοί. Χαλκός Σίδερο

Γιατί δημιουργείται αυτή η κίνηση; Στο χαλκό τα ηλεκτρόνια κινούνται πιο γρήγορα από ότι στο σίδερο Σε υλικά όπως το πυρίτιο μόνο κάτω από ορισμένες συνθήκες μπορείς να έχεις κίνηση ηλεκτρονίων (να συμπεριφέρεται σαν αγωγός) Χαλκός Σίδερο Γιατί δημιουργείται αυτή η κίνηση; Τί την προκαλεί;

Στο σύρμα, μεταξύ αυτών των δύο, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο Για να υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα είναι απαραίτητη η ύπαρξη μιας ηλεκτρικής πηγής (πχ μπαταρία) Κάθε ηλεκτρική πηγή έχει δύο αντίθετους ηλεκτρικούς πόλους, έναν θετικό και έναν αρνητικό. Στο σύρμα, μεταξύ αυτών των δύο, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο μπαταρία

Στο σύρμα, μεταξύ αυτών των δύο, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο Για να υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα είναι απαραίτητη η ύπαρξη μιας ηλεκτρικής πηγής (πχ μπαταρία) Κάθε ηλεκτρική πηγή έχει δύο αντίθετους ηλεκτρικούς πόλους, έναν θετικό και έναν αρνητικό. Στο σύρμα, μεταξύ αυτών των δύο, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο Το ηλεκτρικό πεδίο ασκεί δυνάμεις σε όλα τα φορτία που υπάρχουν στο σύρμα. Τα θετικά ιόντα (πυρήνες) δεν μετακινούνται.

Στο σύρμα, μεταξύ αυτών των δύο, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο Για να υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα είναι απαραίτητη η ύπαρξη μιας ηλεκτρικής πηγής (πχ μπαταρία) Κάθε ηλεκτρική πηγή έχει δύο αντίθετους ηλεκτρικούς πόλους, έναν θετικό και έναν αρνητικό. Στο σύρμα, μεταξύ αυτών των δύο, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο Το ηλεκτρικό πεδίο ασκεί δυνάμεις σε όλα τα φορτία που υπάρχουν στο σύρμα. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια όμως που βρίσκονται κοντά στον αρνητικό πόλο της πηγής αρχίζουν να κινούνται

Στο σύρμα, μεταξύ αυτών των δύο, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο Για να υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα είναι απαραίτητη η ύπαρξη μιας ηλεκτρικής πηγής (πχ μπαταρία) Κάθε ηλεκτρική πηγή έχει δύο αντίθετους ηλεκτρικούς πόλους, έναν θετικό και έναν αρνητικό. Στο σύρμα, μεταξύ αυτών των δύο, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο Το ηλεκτρικό πεδίο ασκεί δυνάμεις σε όλα τα φορτία που υπάρχουν στο σύρμα. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια όμως που βρίσκονται κοντά στον αρνητικό πόλο της πηγής αρχίζουν να κινούνται

Στο σύρμα, μεταξύ αυτών των δύο, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο Για να υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα είναι απαραίτητη η ύπαρξη μιας ηλεκτρικής πηγής (πχ μπαταρία) Κάθε ηλεκτρική πηγή έχει δύο αντίθετους ηλεκτρικούς πόλους, έναν θετικό και έναν αρνητικό. Στο σύρμα, μεταξύ αυτών των δύο, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο Νέα ηλεκτρόνια προστίθενται στο σύρμα από τον αρνητικό πόλο της πηγής, ενώ ηλεκτρόνια τρώγονται – καταναλώνονται από το θετικό πόλο.

Έτσι η μπαταρία σιγά σιγά μετά από καιρό αποφορτίζεται – τελειώνει Για να υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα είναι απαραίτητη η ύπαρξη μιας ηλεκτρικής πηγής (πχ μπαταρία) Κάθε ηλεκτρική πηγή έχει δύο αντίθετους ηλεκτρικούς πόλους, έναν θετικό και έναν αρνητικό. Στο σύρμα, μεταξύ αυτών των δύο, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο Έτσι η μπαταρία σιγά σιγά μετά από καιρό αποφορτίζεται – τελειώνει

Στο σύρμα, μεταξύ αυτών των δύο, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο Για να υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα είναι απαραίτητη η ύπαρξη μιας ηλεκτρικής πηγής (πχ μπαταρία) Κάθε ηλεκτρική πηγή έχει δύο αντίθετους ηλεκτρικούς πόλους, έναν θετικό και έναν αρνητικό. Στο σύρμα, μεταξύ αυτών των δύο, δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο Έτσι η μπαταρία σιγά σιγά μετά από καιρό αποφορτίζεται – τελειώνει Πώς μετράω το ηλεκτρικό ρεύμα;

Πώς μπορώ να μετρήσω το φορτίο που περνά από την κάθε λάμπα;

Πώς μπορώ να μετρήσω το φορτίο που περνά από την κάθε λάμπα; Μετράμε την ένταση Ι του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό, ως το φορτίο q που διέρχεται από τη διατομή του αγωγού σε χρονικό διάστημα t προς αυτό το χρονικό διάστημα t. Η ένταση του ρεύματος γενικά γίνεται μεγαλύτερη αν: τα ηλεκτρόνια κινούνται πιο γρήγορα κινούνται περισσότερα ηλεκτρόνια στο καλώδιο

Γιατί η νέα μπαταρία φωτίζει περισσότερο; παλιά μπαταρία Γιατί η νέα μπαταρία φωτίζει περισσότερο;

Η μονάδα της έντασης του ρεύματος είναι το 1 Ampere (1 Αμπέρ) Άρα το 1 C είναι το φορτίο που περνά μέσα σε 1 s από έναν αγωγό που τον διαρρέει ρεύμα έντασης 1 Α

Η μονάδα της έντασης του ρεύματος είναι το 1 Ampere (1 Αμπέρ) Άρα το 1 C είναι το φορτίο που περνά μέσα σε 1 s από έναν αγωγό που τον διαρρέει ρεύμα έντασης 1 Α Η ένταση μετριέται με αμπερόμετρα που συνδέονται σε σειρά. Ποιά είναι η φορά της έντασης του ρεύματος; Α

Στα μεταλικά καλώδια όμως τα ηλεκτρόνια είναι αυτά που κινούνται (Πραγματική φορά)

Στα μεταλικά καλώδια όμως τα ηλεκτρόνια είναι αυτά που κινούνται (Πραγματική φορά) Η φορά της έντασης είναι η φορά της κίνησης των θετικών φορτίων (Συμβατική φορά αντίθετη της πραγματικής)

Στα μεταλικά καλώδια όμως τα ηλεκτρόνια είναι αυτά που κινούνται (Πραγματική φορά) Η φορά της έντασης είναι η φορά της κίνησης των θετικών φορτίων (Συμβατική φορά αντίθετη της πραγματικής) I

Αποτελέσματα ηλεκτρικού ρεύματος Θερμικά Ηλεκτρομαγνητικά Χημικά Φωτεινά

Αποτελέσματα ηλεκτρικού ρεύματος Θερμικά Ηλεκτρομαγνητικά Χημικά Φωτεινά

Ανακεφαλαίωση Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι η προσανατολισμένη κίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων ή γενικά των φορτίων Για να υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα είναι απαραίτητη η ύπαρξη μιας ηλεκτρικής πηγής Κάθε ηλεκτρική πηγή έχει δύο αντίθετους ηλεκτρικούς πόλους, έναν θετικό και έναν αρνητικό. Μετράμε την ένταση Ι του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό, ως το φορτίο q που διέρχεται από τη διατομή του αγωγού σε χρονικό διάστημα t προς αυτό το χρονικό διάστημα t. Η φορά της έντασης είναι η φορά της κίνησης των θετικών φορτίων (Συμβατική φορά)

Ερωτήσεις επανάληψης: 1) Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει ένα σύρμα είναι Ι= 10Α. Σε πόσο χρόνο θα περάσει από μια διατομή του σύρματος φορτίο q= 50 C; 2) Ποιά είναι η γραφική παράσταση α) της έντασης του ρεύματος και β) του φορτίου σε συνάρτηση με το χρόνο; Άσκηση 1