Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής. Φυσική Ε Τάξης Ενότητα 6 Κεφάλαιο 6: Αγωγοί και μονωτές

Transcript

1 Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής Φυσική Ε Τάξης Ενότητα 6 Κεφάλαιο 6: Αγωγοί και μονωτές

2 "Περνά ή δεν περνά... ηλεκτρικό ρεύμα;" Καλωσήρθατε! Ώρα να γίνουμε ερευνητές και για την ακρίβεια... ιστοεξερευνητές!!! Όπως είδαμε o ηλεκτρισμός δεν είναι δημιούργημα του ανθρώπου. Ηλεκτρικά φαινόμενα υπάρχουν, όσο υπάρχει και η Γη. Σε παλαιότερες εποχές οι άνθρωποι εντυπωσιάζονταν από τους κεραυνούς, τους οποίους σύμφωνα με την ελληνική μυθολογία έριχνε ο Δίας, για να τιμωρήσει τους ανθρώπους.

3 Ηλεκτρικά φαινόμενα υπάρχουν από τη στιγμή της δημιουργίας του σύμπαντος. Κατά τον αρχικό μετασχηματισμό ενέργειας σε μάζα, που δημιούργησε το σύμπαν, δημιουργήθηκαν και ηλεκτρικά φορτία που ονομάστηκαν έτσι, γιατί «φορτώθηκαν» στα μικροσκοπικά σωματίδια της μάζας. Ο ηλεκτρισμός πήρε το όνομά του από το ήλεκτρον, την ελληνική ονομασία για το κεχριμπάρι. Εδώ και χιλιάδες χρόνια ήταν γνωστό ότι το κεχριμπάρι όταν τρίβεται με ένα ύφασμα, αποκτά ηλεκτρικές ιδιότητες.

4 Ιταλός φυσικός Alessandro Voltα Γύρω στα 1800 ο ( %CE%BD%CF%84%CF%81%CE%BF_%CE%92%CF%8C%CE%BB%CF%84% CE%B1 )

5 κατασκεύασε την πρώτη μπαταρία, με την οποία μπορούσε να δημιουργήσει ηλεκτρικό ρεύμα μια εφαρμογή του ηλεκτρισμού για τα πειράματά του. Μέχρι τότε ήταν γνωστοί μόνο οι σπινθήρες. Μπαταρίες χρησιμοποιούμε και σήμερα για τη λειτουργία κάποιων συσκευών. Το ηλεκτρικό κύκλωμα

6 Για να είναι δυνατή η ροή των ελεύθερων ηλεκτρονίων, για να έχουμε ηλεκτρικό ρεύμα, απαραίτητη προϋπόθεση είναι η ύπαρξη ενός κλειστού ηλεκτρικού κυκλώματος. Τα βασικά στοιχεία του ηλεκτρικού κυκλώματος είναι: οι αγωγοί, μέσα από τους οποίους ρέει το ηλεκτρικό ρεύμα, η πηγή που αναγκάζει τα ελεύθερα ηλεκτρόνια να κινηθούν, ο διακόπτης με τον οποίο μπορούμε να διακόψουμε τη ροή του ρεύματος, όποτε το επιθυμούμε, και η ηλεκτρική συσκευή. Αγωγοί και μονωτές Τα ελέυθερα ηλεκρόνια δεν κινούνται με την ίδια ευκολία σε όλα τα ύλικά. Η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος είναι σε άλλα υλικά ευκολότερη και σε άλλα δυσκολότερη. Τα υλικά, μέσα από τα οποία ρέει εύκολα, ονομάζονται αγωγοί. Αγωγοί είναι όλα τα μέταλλα, όπως ο σίδηρος, το αλουμίνιο, ο χαλκός και άλλα. Αγωγός είανι και ο γραφίτητς. Τα υλικά μέσα από τα οποία δεν είναι δυνατή η ροή τυ ηλεκτρικού ρεύματος ονομάζονται μονωτές. Μονωτές είναι το ξύλο, το ύφασμα, το γυαλί και τα πλαστικά. Για την κατασκευή των κυκλωμάτων είναι απαραίτητοι τόσο οι αγωγοί όσο και οι μονωτές. Τώρα είμαστε έτοιμοι!!! Φύγαμε;;;

7 1 ΔΚΦΔ ΥΑΝΙΩΝ ΠΡΩΣΟΒΑΘΜΙΑ ΔΚΠΑΙΓΔΤΗ ΔΝΟΣΗΣΑ 7: ΗΛΔΚΣΡΙΜΟ ΚΔΦΑΛΑΙΟ 8: ΑΓΩΓΟΙ ΜΟΝΩΣΔ ΓΙΑΡΚΔΙΑ: 1 δηδαθηηθή ώξα ΓΙΓΑΚΣΙΚΟΙ ΣΟΥΟΙ: 1. Να δηαπηζηώζνπλ νη καζεηέο πεηξακαηηθά ηελ ύπαξμε πιηθώλ πνπ άγνπλ ην ειεθηξηθό ξεύκα θαη πιηθώλ πνπ δελ άγνπλ ην ειεθηξηθό ξεύκα. Συγγραφή: Στυλιανακάκησ Γιάννησ Δάςκαλοσ Συνεργάτησ του ΕΚΦΕ Χανίων για την Α/ΘΜΙΑ ΕΚΠ/ΣΗ Φωτογράφιςη Ηλεκτρονική επεξεργαςία: Γιαννενάκησ Κων/νοσ - Δάςκαλοσ

8 2 ΑΓΩΓΟΙ ΜΟΝΩΣΔ Πεηξάκαηα πνπ πξνηείλνληαη:

9 3 Π : Αγωγνί Μνλωηέο Δηζαγωγηθό εξέζηζκα Γηαηύπωζε ππνζέζεωλ Απ` όια ηα πιηθά ζώκαηα κπνξεί λα γίλεη ξνή ηνπ ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο; Πείξακα Όξγαλα Τιηθά Μπαηαξία Καιώδηα ζπλδεκέλα κε κπαλάλεο θαη θξνθνδεηιάθηα Λακπάθη Λπρληνιαβή Κνθηάθη Απνγπκλωηήο θαιωδίωλ Καηζαβίδη Μνλωηηθή ηαηλία Γηάθνξα πιηθά ζώκαηα

10 Συγγραφή: Στυλιανακάκησ Γιάννησ Δάςκαλοσ Συνεργάτησ του ΕΚΦΕ Χανίων για την Α/ΘΜΙΑ ΕΚΠ/ΣΗ Αγωγοί - Μονωτές 4 Φωτογράφιςη Ηλεκτρονική επεξεργαςία: Γιαννενάκησ Κων/νοσ - Δάςκαλοσ Οδεγίεο εθηέιεζεο Καηαζθεύαζε ην θύθιωκα πνπ βιέπεηο Να ζπλδέεηο ηα πιηθά, πνπ είλαη ζηνλ παξαθάηω πίλαθα, κε ηα θξνθνδεηιάθηα θαη λα ζεκεηώλεηο ζηελ αληίζηνηρε ζηήιε.

11 5

12 6

13 7

14 8

15 9

16 10

17 11

18 12 ΑΝΣΙΚΔΙΜΔΝΟ ΤΛΙΚΟ ΣΟ ΛΑΜΠΑΚΙ ΑΝΑΒΔΙ ΣΟ ΛΑΜΠΑΚΙ ΓΔΝ ΑΝΑΒΔΙ Κνπηαιάθη πιαζηηθό πιαζηηθό Καιακάθη πιαζηηθό πιαζηηθό Κνπηαιάθη κεηαιιηθό αηζάιη Αινπκηλόραξην αινπκίλην Καιακάθη γπάιηλν γπαιί Καιακάθη γηα ζνπβιάθη μύιν Κέξκα κπξνύηδνο Καξθί ή βίδα αηζάιη Λαζηηράθη ειαζηηθό Μνιύβη μπζκέλν από ηηο δύν άθξεο Νήκα γξαθίηεο Βακβάθη ή πιαζηηθό πξκαηάθη θνπδίλαο ζίδεξνο Καιώδην πιαζηηθό Καιώδην απνγπκλωκέλν ραιθόο Αιαηόλεξν αλζξώπηλν ζώκα

19 13 Παξαηήξεζε Σν αηζάιη, ην αινπκίλην, ν κπξνύηδνο, ν γξαθίηεο, ν ζίδεξνο, ν ραιθόο θαη ην αλζξώπηλν ζώκα είλαη από ηα πιηθά κέζα από ηα νπνία ξέεη ην ειεθηξηθό ξεύκα. Σν πιαζηηθό, ην γπαιί, ην μύιν θαη ην βακβάθη είλαη από ηα πιηθά ηα νπνία εκπνδίδνπλ ηε ξνή ηνπ ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο. πκπέξαζκα Σα πιηθά ζώκαηα, κέζα από ηα νπνία ξέεη ην ειεθηξηθό ξεύκα νλνκάδνληαη αγωγνί. Σα πιηθά ζώκαηα, ηα νπνία εκπνδίδνπλ ηε ξνή ηνπ ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο νλνκάδνληαη κνλωηέο. Συγγραφή: Στυλιανακάκησ Γιάννησ Δάςκαλοσ Συνεργάτησ του ΕΚΦΕ Χανίων για την Α/ΘΜΙΑ ΕΚΠ/ΣΗ Φωτογράφιςη Ηλεκτρονική επεξεργαςία: Γιαννενάκησ Κων/νοσ - Δάςκαλοσ

20 Λογισμικό: Virtual Labs Electricity Ε Τάξη υναμικός ηλεκτρισμός / Αγωγοί - Μονωτές Ερώτημα: Ποια υλικά διαπερνά το ηλεκτρικό ρεύμα; ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ Φτιάξτε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα χρησιμοποιώντας την μπαταρία των 12V και λαμπτήρα των 30W. Αφήστε ανοικτό το κύκλωμα σας σε ένα σημείο, για να παρεμβάλετε διάφορα υλικά Δείτε το παράδειγμα Επιλέξετε διάφορα υλικά από το OTHERS Συμπληρώστε τον πιο κάτω πίνακα ΑΓΩΓΟΙ (Υλικά που επιτρέπουν στο ηλεκτρικό ρεύμα να περάσει) π.χ. μεταλλικό ψαλίδι ΜΟΝΩΤΕΣ (Υλικά που δεν επιτρέπουν στο ηλεκτρικό ρεύμα να περάσει) ώστε μια απάντηση στο ερώτημα. Πληροφορική υποστήριξη στις Φυσικές Επιστήμες