πώς δημιουργείται το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ; με μια μπαταρία και σώματα που να είναι ΑΓΩΓΟΙ μπορούμε να έχουμε ηλεκτρικό ρεύμα, αρκεί να τα συναρμολογήσουμε.

Παρουσίαση με θέμα: "πώς δημιουργείται το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ; με μια μπαταρία και σώματα που να είναι ΑΓΩΓΟΙ μπορούμε να έχουμε ηλεκτρικό ρεύμα, αρκεί να τα συναρμολογήσουμε."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1

2 πώς δημιουργείται το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ; με μια μπαταρία και σώματα που να είναι ΑΓΩΓΟΙ μπορούμε να έχουμε ηλεκτρικό ρεύμα, αρκεί να τα συναρμολογήσουμε κατάλληλα όταν λέμε ΑΓΩΓΟΙ εννοούμε υλικά, όπως τα μέταλλα, που επιτρέπουν τα ταξίδια ηλεκτρικού φορτίου; Ακριβώς. Δηλαδή το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ έχει κάποια σχέση με ταξίδια του ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ ; ΥΠΟΜΟΝΗ...... Όταν λέμε «να τα συναρμολογήσουμε κατάλληλα» τι εννοούμε; Και πώς θα καταλάβουμε ότι εκδηλώθηκε ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ; Τα μεταλλικά καλώδια είναι αγωγοί αλλά όχι μόνο αυτά. Αγωγοί είναι τα καλώδια ;

3 παίρνουμε ορισμένα ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ μια μπαταρία, ένα λαμπάκι, έναν διακόπτη και καλώδια τα συναρμολογούμε ώστε να δημιουργηθεί ΚΥΚΛΩΜΑ Το λαμπάκι να ΑΝΑΒΕΙ κλείνουμε τον διακόπτη ότι έχουμε ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ Χωρίς τη μπαταρία δεν θα γινόταν τίποτα Ακόμα και με μπαταρία το λαμπάκι δεν θα άναβε εάν τα αντικείμενα δεν ήταν όλα αγωγοί

4 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 μια μπαταρία, ένα λαμπάκι, καλώδια, ένα κουτί από αναψυκτικό, ένα ψαλίδι, ένα μολύβι όταν ανάβει το λαμπάκι εμείς συμπεραίνουμε ότι εκδηλώνεται ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ εάν ακουμπήσουμε τις άκρες των καλωδίων σε καθένα από τα τρία αντικείμενα θα μπορούσαμε να προβλέψουμε ότι

5 Και ποιο είναι το μυστικό του ρεύματος ; Τι συμβαίνει μέσα στον ρευματοφόρο αγωγό όταν ανάβει το λαμπάκι ή όταν επιδρά σε μαγνήτη; είναι ένα ερώτημα στο οποίο άργησαν να δώσουν απάντηση οι φυσικοί 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 Η ιδέα ενισχύθηκε από το γεγονός ότι το ηλεκτρικό ρεύμα εκδηλώνεται μόνο σε ΑΓΩΓΟΥΣ και όχι σε μονωτές και οι αγωγοί είναι σώματα που επιτρέπουν τα ταξίδια ηλεκτρικού φορτίου, ενώ οι μονωτές τα απαγορεύουν.

6 επίσκεψη στον ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟ το αγαπημένο των χημικών και των ηλεκτρολόγων

7 Και ποια είναι αυτά τα σωματίδια με ηλεκτρικό φορτίο η κίνηση των οποίων συνιστά το ηλεκτρικό ρεύμα ; και αυτό το ερώτημα έμενε χωρίς απάντηση για δεκάδες χρόνια κι όπως ξέρεις 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 Υποθέτω ότι εννοείτε το ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟ αυτό εννοώ.. και σήμερα εξακολουθούμε να αποδεχόμαστε τη θεωρία ότι τα σωματίδια που ευθύνονται για το ηλεκτρικό ρεύμα σε ΜΕΤΑΛΛΙΚΟΥΣ αγωγούς είναι τα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ Γιατί λες « σε ΜΕΤΑΛΛΙΚΟΥΣ αγωγούς» ; Υπονοείς ότι υπάρχουν και αγωγοί όπου τα κινούμενα σωματίδια δεν είναι ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ; ακριβώς.. μόνο σε μεταλλικούς αγωγούς τα σε κατευθυνόμενη κίνηση «φορτηγά» του ηλεκτρικού φορτίου είναι αποκλειστικά τα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ και ;

8 και στους υγρούς αγωγούς όπως είναι το αλατόνερο ποια είναι τα «φορτηγά» ; στους υγρούς αγωγούς τα «φορτηγά» είναι ιόντα Όταν δηλαδή πέφτει κεραυνός συμβαίνει κατευθυνόμενη κίνηση ιόντων και ηλεκτρονίων στην ατμόσφαιρα ; Όταν λοιπόν συνδέω τους πόλους της με ένα καλώδιο, Όχι ακριβώς. Τα ηλεκτρόνια δεν τα στέλνει η μπαταρία έτσι γίνεται ιόντα ; Αν το ουδέτερο άτομο «χάσει» ηλεκτρόνια γίνεται θετικό ιόν. Αν προσλάβει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια γίνεται αρνητικό ιόν. σε αέριους αγωγούς ; και ηλεκτρόνια και ιόντα η μπαταρία στέλνει στο καλώδιο ηλεκτρόνια.

9 που βρέθηκαν τα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ ;

10 υπάρχουν στο μεταλλικό καλώδιο και η μπαταρία δημιουργεί στο εσωτερικό του ένα ηλεκτρικό πεδίο το οποίο τους ασκεί δυνάμεις και που βρέθηκαν τα ηλεκτρόνια; 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 Έτσι τα φαντάζομαι γιατί έτσι μάθαμε στη Χημεία. Όχι τα ηλεκτρόνια που σχετίζονται με το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ΕΛΕΥΘΕΡΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ τα οποία υπάρχουν στα μέταλλα και «αλητεύουν» ανάμεσα στα ιόντα του μετάλλου γιατί η κίνησή τους είναι άτακτη.. όταν όμως «εμφανιστεί» το ηλεκτρικό πεδίο η κίνησή τους γίνεται ΚΑΤΕΥΘΥΝΟΜΕΝΗ 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 ακριβώς έτσι 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

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

12 Στον ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟ του χαλκού ΕΛΕΥΘΕΡΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ ΙΟΝΤΑ ΧΑΛΚΟΥ

13 ΦΟΡΑ ηλεκτρικού ρεύματος η έννοια

14 φορά του ηλεκτρικού ρεύματος θα θεωρείται η φορά από τα μεγάλα δυναμικά προς τα μικρότερα Ναι αλλά τα ηλεκτρόνια κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Μου φαίνεται παράξενο Ήταν μια παγκόσμια συμφωνία η οποία εδραιώθηκε τον 19ο αιώνα πολύ πριν οι φυσικοί καταλήξουν στο ότι « σε μεταλλικούς ρευματοφόρους αγωγούς τα κινούμενα σωματίδια είναι ηλεκτρόνια ». Η συμφωνία εξακολουθεί να ισχύει Πώς μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι άλλαξε η φορά ενός ρεύματος; Το θερμικά φαινόμενα θα είναι διαφορετικά ; η θέρμανση του αγωγού θα γίνεται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο... Εκείνο που θα είναι διαφορετικό είναι το μαγνητικό πεδίο. Θα το συζητήσουμε αργότερα Από την εποχή που έκανε την πρώτη της εμφάνισή η ΙΔΕΑ για ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ, συνδέθηκε με «κάτι» το οποίο «κάπου κατευθύνεται» όπως το θαλάσσιο ρεύμα και το ρεύμα αέρα Όταν επικράτησε η άποψη ότι ΑΙΤΙΑ του ρεύματος είναι η ΔΙΑΦΟΡΑ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ, εδραιώθηκε και η παραδοχή ότι

15 ΕΝΤΑΣΗ ηλεκτρικού ρεύματος η έννοια

16 Μια από τις πρώτες αναζητήσεις των ερευνητών που ασχολήθηκαν με το ηλεκτρικό ρεύμα ήταν το να βρεθεί τρόπος να περιγράφεται το ότι «ένα ηλεκτρικό ρεύμα είναι ισχυρότερο από ένα άλλο» αλλά και να προσδιορίζεται «πόσο ισχυρότερο είναι το ένα από το άλλο» Οι αναζητήσεις οδήγησαν στην έννοια ΕΝΤΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ και στην κατασκευή του οργάνου που θα μπορούσε να τη μετρήσει. Από τη στιγμή που εδραιώθηκε η άποψη ότι το ρεύμα είναι ΚΑΤΕΥΘΥΝΟΜΕΝΗ ΚΙΝΗΣΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ, θεωρήθηκε ότι το κριτήριο για το «πόσο ισχυρό» είναι ένα ηλεκτρικό ρεύμα θα μπορούσε να είναι το « πόσο ηλεκτρικό φορτίο περνάει από μια διατομή του αγωγού σε κάθε δευτερόλεπτο » διατομή ΔΙΑΤΟΜΗ ; δηλαδή ; Φέρε στο μυαλό σου έναν αγωγό κυλινδρικό Και φαντάσου να τον κόβεις με ένα μαχαίρι όπως κάνεις με μια φραντζόλα ψωμί. Από κει που πέρασε το μαχαίρι είναι η ΔΙΑΤΟΜΗ

17 Εάν από μία διατομή ενός μεταλλικού αγωγού σε κάθε δευτερόλεπτο περνάει φορτίο 4 coulomb – το οποίο μεταφέρεται από «φορτηγά» ηλεκτρόνια - η ένταση του ρεύματος θεωρείται ότι είναι 4 αμπέρ Ένταση Ι του ηλεκτρικού ρεύματος q t I = του ηλεκτρικού φορτίου q που περνά από μια διατομή ενός αγωγού σε χρονικό διάστημα t λέγετ αι αυτό που προκύπτει από τη διαίρεση δια του χρονικού διαστήματος t q q q q q q q q q q q q q διατομή Εάν το φορτίο που περνάει σε 10 δευτερόλεπτα είναι 25 coulomb, με διαίρεση βρίσκουμε 2,5 coulomb σε κάθε δευτερόλεπτο και η ένταση του ρεύματος είναι 2,5 αμπέρ Και εάν σε 16 δευτερόλεπτα περνά φορτίο 32 coulomb η ένταση του ρεύματος θα είναι 2 αμπέρ q Το κλάσμα δύο διαφορετικών μεγεθών, όπως το φορτίο και ο χρόνος, το λέμε και ΠΗΛΙΚΟ q

18 Ο μεγάλος πρωταγωνιστής του «γαλλικού» εγχειρήματος ήταν ένας από τους σημαντικότερους φυσικούς του 19ου αιώνα ο Andre Marie AMPÈRE, τότε 45 περίπου ετών, λίγο δηλαδή νεώτερος από τον Θεόδωρο Κολοκοτρώνη, με ιδιαίτερη μαθηματική κατάρτιση αλλά και ικανότατος πειραματιστής συγχρόνως. Οι Γάλλοι και όχι μόνον αυτοί τον χαρακτηρίζουν « Νεύτωνα του Ηλεκτρομαγνητισμού» Τη δεκαετία του 1820 κατά την οποία στην Ελλάδα έχει ξεσπάσει ο απελευθερωτικός αγώνας, οι Γάλλοι ερευνητές έχουν εστιάσει στην έρευνα του ηλεκτρικού ρεύματος και μετά από εντυπωσιακές επιτυχίες θα καταφέρουν να οικοδομήσουν τον ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟ. Πολλά χρόνια αργότερα οι φυσικοί δημιούργησαν, προς τιμήν του, τη μονάδα ένα ΑΜΠΕΡ για την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος Το άγαλμα του Ampère στην πλατεία Αμπέρ στη Λυών Τι είναι ΑΜΠΕΡ ; Το όνομα κάποιου φυσικού ;

19 η ΦΥΣΙΚΗ εκτός από ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΝΟΙΕΣ ΝΟΜΟΙ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ είναι και που τα πιάνουμε με τα χέρια μας Αντικείμενα όπως το αμπερόμετρο υπάρχουν στο εργαστήριο. Και δεν πρέπει να ξεχνάς ότι Πώς είναι το αμπερόμετρο; δεν έχω δει ποτέ