ΣΚΕΦΤΕΙΤΕ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΤΕ:

Transcript

1 Πω πω δύσκολη η Φυσική!!!! Μπορεί κάποιος να µου τα κάνει λιανά µήπως και καταλάβω κάτι;;;; ΝΑ ΠΡΟΣΠΑΘΗΣΟΥΜΕ;;;;;; ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΤΗΝ ΕΝΤΑΣΗ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΣΚΕΦΤΕΙΤΕ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΤΕ: Μια παλιά µπαταρία (αυτή που λέµε «πεσµένη» µπαταρία) και µια ολοκαίνουρια µπαταρία, δίνουν στο φακό που έχετε στο σπίτι σας Α. το ίδιο φως Β. πιο δυνατό φως δίνει η «πεσµένη» µπαταρία Γ. πιο δυνατό φως δίνει η ολοκαίνουρια µπαταρία ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΣΤΕΙΤΕ: Στο εργαστήριο του σχολείου συναρµολογείστε ένα απλό κύκλωµα µε καλώδια, διακόπτη, λαµπάκι και µια µπαταρία που έχει χρησιµοποιηθεί από άλλες οµάδες σε πειράµατα. Παρατηρείστε πόσο δυνατό (έντονο) είναι το φως της λάµπας. Επαναλάβετε το πείραµα µε µια καινούρια µπαταρία. Παρατηρείστε και πάλι πόσο δυνατό (έντονο) είναι το φως της λάµπας. 1. Σε ποιο κύκλωµα φωτοβολεί πιο έντονα το λαµπάκι; 2. Μπορούµε να πούµε άραγε ότι το ρεύµα στη δεύτερη περίπτωση είναι πιο ισχυρό (έντονο;) 3. Μπορούµε άραγε να πούµε µε ακρίβεια πόσο πιο ισχυρό είναι το ρεύµα στη δεύτερη περίπτωση (π.χ. κατά 20%), µόνο βλέποντας το φως στο λαµπάκι;.

2 Για να έχουµε µια αξιόπιστη αντίληψη για το πόσο έντονο ή ασθενές είναι το ρεύµα που διαρρέει το λαµπάκι πρέπει να µπορούµε να την έντασή του. Θα προσπαθήσουµε να ανακαλύψουµε µαζί τι εννοούµε όταν µιλάµε για ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος. ΑΣ ΚΑΝΟΥΜΕ ΜΙΑ ΕΜΠΕΙΡΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ Φανταστείτε µια συνηθισµένη καθηµερινή µέρα στο σταθµό διοδίων στο δρόµο Αθήνας-Κορίνθου. Ο υπάλληλος στην είσοδο µετράει πόσα αυτοκίνητα περνούν ανά ώρα. ( Ποια πράξη µαθηµατική δηλώνει το ανά;) αυτοκίνητα περνούν ανά ώρα. Φανταστείτε στη συνέχεια τον ίδιο σταθµό το Μεγάλο Σάββατο µε την έξοδο των Αθηναίων για τα χωριά τους. Ο υπάλληλος στην είσοδο και πάλι µετράει πόσα 1. Πότε τα αυτοκίνητα είναι προφανώς περισσότερα; 2. Λέµε τότε πως η κίνηση είναι πιο έντονη; 3. Αν περνούν 2000 αυτοκίνητα την ώρα µε ποια µαθηµατική σχέση µπορούµε να εκφράσουµε πόσο έντονη είναι η κίνηση;. 4. Αν κάθε αυτοκίνητο κουβαλάει κατά µέσο όρο 3 ανθρώπους, µπορώ να εκφράσω την ένταση της κυκλοφορίας µε τον αριθµό των ανθρώπων; Με ποια σχέση για τα 2000 αυτοκίνητα; ΑΣ ΟΥΛΕΨΟΥΜΕ ΤΩΡΑ ΣΕ ΜΙΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΑΓΩΓΟΥ ΣΤΗΝ ΙΣΤΟΣΕΛΙ Α Φυσική και Φωτογραφία - Φορά - Ένταση Ηλεκτρικού Ρεύµατος διατοµή Φέρτε στο µυαλό σας έναν αγωγό κυλινδρικό. Και φαντaστείτε να τον κόβετε µε ένα µαχαίρι όπως κάνετε µε µια φραντζόλα ψωµί. Από κει που πέρασε το µαχαίρι είναι η ΙΑΤΟΜΗ. Στην προσοµοίωση θεωρούµε µια διατοµή του αγωγού εκεί που τον κόβει το ορθογώνιο πλαίσιο του σχήµατος.

3 Στην οµάδα σας, ένας µαθητής µετράει πόσα ηλεκτρόνια περνούν από τη διατοµή αυτή του αγωγού σε χρόνο π.χ 30 s, ένας άλλος µετράει το χρόνο αυτό µε ένα χρονόµετρο και ένας άλλος καταγράφει τα αποτελέσµατα που του δίνουν οι άλλοι δύο στον παρακάτω πίνακα: Ταχύτητα ηλεκτρονίων χρόνος αριθµός ηλεκτρονίων 10 30s 20 30s 1. Σε ποια περίπτωση θα λέγατε πως είναι πιο έντονο το ρεύµα; Γιατί το λέτε αυτό;. 2. Ας µιλήσουµε µε Μαθηµατικά: Στην 1 η περίπτωση:. ηλεκτρόνια ανά 30s ή µε µαθηµατικά σύµβολα Στην 2 η περίπτωση:. ηλεκτρόνια ανά 30s ή µε µαθηµατικά σύµβολα Αν θυµηθούµε ότι κάθε ηλεκτρόνιο «κουβαλάει» φορτίο 1, C, τότε: Στην 1 η περίπτωση:.. φορτίο ανά 30s ή µε µαθηµατικά σύµβολα Στην 2 η περίπτωση:. φορτίο ανά 30s ή µε µαθηµατικά σύµβολα 2. Ονοµάζουµε ένταση ( Indensity) του ηλεκτρικού ρεύµατος αυτό το πηλίκο του φορτίου που περνάει από µια διατοµή του αγωγού προς τον αντίστοιχο χρόνο. ή µε µαθηµατικά σύµβολα q I= t 3. Μονάδα µέτρησης της έντασης στο SI είναι το 1A 4. Οργανο µέτρησης της έντασης είναι το αµπερόµετρο. Να συναρµολογήσετε και να σχεδιάσετε ένα κύκλωµα µε µπαταρία, διακόπτη, λαµπάκι και αµπερόµετρο..

4 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΤΗΝ ΤΑΣΗ ( ΙΑΦΟΡΑ ΥΝΑΜΙΚΟΥ) ΣΚΕΦΤΕΙΤΕ ΘΥΜΗΘΕΙΤΕ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΤΕ: α) Ποιος είναι ο ρόλος της µπαταρίας στο κύκλωµα;.. β) Έχετε ακούσει ή έχετε δει γραµµένη τη λέξη Volt; γ) Αν ναι, να αναφέρετε πού... δ) Τι νοµίζετε ότι µας δείχνει; ε) Όταν λέµε στη Βιολογία: «Τα γονίδια δίνουν την τάση στην παχυσαρκία να εκδηλωθεί» τι εννοούµε;. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΣΤΕΙΤΕ: Στα δύο κυκλώµατα του διπλανού σχήµατος, οι λάµπες είναι πανο- µοιότυπες. Η τάση της µπαταρίας στο πάνω κύκλωµα είναι: α. µεγαλύτερη β. ίδια γ. µικρότερη από την τάση της µπαταρίας στο κάτω κύκλωµα Τι σας κάνει να το πιστεύετε αυτό; Συναρµολογείστε τα διπλανά κυκλώµατα χρησιµοποιώντας στο 1 ο κύκλωµα µπαταρία 1,5 V και στο 2 ο κύκλωµα µπαταρία 4,5 V. Η λάµπα στο 1 ο κύκλωµα φωτοβολεί α. λιγότερο β. περισσότερο ή γ. το ίδιο λαµπερά µε τη λάµπα στο 2 ο κύκλωµα ; Θα µπορούσαµε να πούµε ότι όσο µεγαλύτερη είναι η τάση της µπαταρίας τόσο ισχυρότερο ρεύµα έχουµε στο κύκλωµα;. Και επειδή η µπαταρία δίνει ενέργεια στα ελεύθερα ηλεκτρόνια του ρεύµατος, θα µπορούσαµε να συνδέσουµε την τάση της µπαταρίας µε αυτή την ενέργεια; ΚΑΙ ΠΟΣΗ ΕΝEΡΓΕΙΑ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΙΝΕΙ ΜΙΑ ΜΠΑΤΑΡIΑ ; Αν η µπαταρία έχει τάση 9V, δίνει 9Joule σε ηλεκτρόνια συνολικού φορτίου 1C ή 9J ανά 1C ή 18Joule σε ηλεκτρόνια συνολικού φορτίου 2C ή 18J ανά2c. ή 27Joule σε ηλεκτρόνια συνολικού φορτίου 3C ή 27J ανά 3C. Ώστε αν κάθε φορά διαιρούµε την ενέργεια(σε Joule) διά του φορτίου(σε Coulomb) των ηλεκτρονίων θα πρέπει να βρίσκουµε 9V. 9J 18J 27J = = = 9V 1C 2C 3C

5 Τάση υπάρχει και στα άκρα ενός καταναλωτή όπως η λάµπα(που µετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια που παίρνει από τη µπαταρία σε θερµική και φωτεινή). Αυτή η τάση δείχνει πόση ενέργεια µεταφέρει στον καταναλωτή το ηλεκτρικό ρεύµα. Την τάση (Voltage) από το όνοµα του Ιταλού Volta που κατασκεύασε την πρώτη µπαταρία, τη µετράµε µε τα βολτόµετρα. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΣΤΕΙΤΕ: δ Συναρµολογείστε το κύκλωµα του διπλανού σχήµατος. 1. Μετρήστε µε ένα βολτόµετρο την τάση στους πόλους µιας µπαταρίας.. V 2. Συναρµολογείστε το κύκλωµα του σχήµατος τοποθετώντας την ίδια µπαταρία. Στη συνέχεια µε ένα βολτόµετρο µετρήστε την τάση στους πόλους της µπαταρίας V Τι παρατηρείτε από τις δύο προηγούµενες µετρήσεις;. ΑΡΑ µπορούµε να έχουµε τάση στους πόλους της µπαταρίας ακόµη κι αν δεν υπάρχει ρεύµα;.. ΟΠΩΣ ΕΠΟΜΕΝΩΣ είπαµε για τα γονίδια, έτσι η µπαταρία ΕΧΕΙ την ΤΑΣΗ να δηµιουργήσει ρεύµα κάτω από κατάλληλες προϋποθέσεις. Μπορείτε να τις αναφέρετε;. 3. Μετρήστε µε ένα βολτόµετρο την τάση στα άκρα της λάµπας. Τι βλέπετε;.. Πώς µπορείτε να το εξηγήσετε; 4. Συναρµολογείστε ένα κύκλωµα µε λάµπα, διακόπτη, αµπερόµετρο και µπαταρία 1,5 V µικρού µεγέθους και ένα δεύτερο όµοιο κύκλωµα όπου η µπαταρία θα είναι πάλι 1,5 V αλλά µεγάλου µεγέθους. Το αµπερόµετρο στο 2 ο κύκλωµα θα δείχνει α. µικρότερη β. µεγαλύτερη ή γ. την ίδια ένταση µε το αµπερόµετρο στο 1 ο κύκλωµα Πού το αποδίδετε;. Εχει λέτε κάποια επίπτωση το µέγεθος της µπαταρίας; ΑΡΑ η τάση της µπαταρίας διαφέρει από την ενέργεια που περιέχει;.. ΑΣ ΟΥΛΕΨΟΥΜΕ ΤΩΡΑ ΣΕ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΕΙΣ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ ΙΣΤΟΣΕΛΙ Α

6 Φτιάξτε ένα κύκλωµα µε µπαταρία, λάµπα και διακόπτη. Προσθέστε ένα αµπερόµετρο και µετρήστε την ένταση του ρεύµατος που διαρρέει το κύκλωµα. Χρησιµοποιήστε ένα βολτόµετρο για να µετρήσετε την τάση της µπαταρίας, την τάση στα άκρα της λάµπας και την τάση σε δύο τυχαία σηµεία ενός καλωδίου. Μετρήστε την τάση στα άκρα της µπαταρίας όταν αυτή δεν είναι συνδεµένη στο κύκλωµα. ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΝΟΝΤΑΣ: Η ΤΑΣΗ αναφέρεται στους πόλους Α και Β µιας µπαταρίας αλλά και γενικότερα σε δύο σηµεία ενός ρευµατοφόρου αγωγού συµβολίζεται µε το γράµµα V αποτελεί φυσικό µέγεθος µε µονάδα µέτρησης το ένα βολτ 1 V µετριέται µε βολτόµετρο οι ακροδέκτες του οποίου συνδέονται µε τα σηµεία Α και Β Θεωρείται η αιτία του ηλεκτρικού ρεύµατος ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ- ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. ιαθέτεις µια µπαταρία, ένα λαµπτήρα, ένα αµπερόµετρο, ένα βολτόµετρο, ένα διακόπτη και καλώδια. Πραγµατοποίησε ένα κύκλωµα τέτοιο ώστε όταν κλείνεις το διακόπτη, ο λαµπτήρας να φωτοβολεί, ενώ το αµπερόµετρο να δείχνει την ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος που διαρρέει το λαµπτήρα και το βολτόµετρο την ηλεκτρική τάση στα άκρα του. Να σχεδιάσεις τη σχηµατική αναπαράσταση του παραπάνω κυκλώµατος καθώς και τη συµβατική φορά του ρεύµατος. 2. Να εξηγήσετε τι σηµαίνει ότι, σε ένα ηλεκτρικό κύκλωµα Α. Η ηλεκτρική τάση στους πόλους της µπαταρίας-πηγής είναι 6V. Β. Η ηλεκτρική τάση στα άκρα ενός από τους καταναλωτές είναι 2V.

7 3. Να σηµειώσετε Σ (σωστό) ή Λ (λάθος) µπροστά από καθεµιά από τις παρακάτω προτάσεις: Α. Αν ένας αγωγός διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύµα έντασης 1Α τότε από µια διατοµή του διέρχεται κάθε δευτερόλεπτο φορτίο ίσο µε 1C. Β. Κλειστό λέµε το κύκλωµα το οποίο δεν είναι δυνατό να διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύµα. Γ. Απαραίτητη προϋπόθεση για να φωτοβολεί ένας λαµπτήρας είναι να τροφοδοτείται από µια πηγή µέσω ενός ανοικτού διακόπτη.. Ένα ηλεκτρικό κύκλωµα στο οποίο υπάρχει ανοιχτός διακόπτης ονοµάζεται ανοιχτό. 4. Ενας λαµπτήρας συνδέεται, µε τη βοήθεια καλωδίων, σε σειρά µε ένα αµπερόµετρο και µια µπαταρία και φωτοβολεί. Η ηλεκτρική τάση στους πόλους της µπαταρίας είναι 9V. Η ένδειξη του αµπεροµέτρου είναι I=1,5Α. Α. Πόσο ηλεκτρικό φορτίο διέρχεται από µια διατοµή του σύρµατος του λαµπτήρα ανά δευτερόλεπτο; Β. Πόσο ηλεκτρικό φορτίο διέρχεται από τη µπαταρία ανά δευτερόλεπτο; Γ. Πόση είναι η χηµική ενέργεια της µπαταρίας που µετατρέπεται σε ισοδύναµη ηλεκτρική ανά δευτερόλεπτο; 5. Η τάση ή διαφορά δυναµικού µεταξύ των δύο πόλων µιας ηλεκτρικής πηγής εκφράζει την που προσφέρεται από την πηγή σε ηλεκτρόνια µε συνολικό 1C όταν διέρχονται από αυτήν. Η µονάδα µέτρησης της ηλεκτρικής τάσης στο S.I. είναι 1V= / 6. Για να µετρήσουµε την ένταση του ρεύµατος που διαρρέει έναν καταναλωτή ενέργειας και την τάση που επικρατεί στα άκρα του πρέπει να συνδέσουµε: Ενα αµπερόµετρο και ένα βολτόµετρο σε σειρά µε τον καταναλωτή Ενα αµπερόµετρο σε σειρά και ένα βολτόµετρο παράλληλα µε τον καταναλωτή Ενα βολτόµετρο σε σειρά και ένα αµπερόµετρο παράλληλα µε τον καταναλωτή Ενα αµπερόµετρο και ένα βολτόµετρο παράλληλα µε τον καταναλωτή 7. Σε ένα κλειστό κύκλωµα µε µπαταρία, διακόπτη, λαµπάκι, αµπερόµετρο, η τιµή της έντασης του ρεύµατος που υπάρχει στο κύκλωµα: είναι µεγαλύτερη κοντά στη µπαταρία και µικρότερη κοντά στο διακόπτη.

8 είναι µεγαλύτερη πριν φτάσει στο λαµπάκι και µικρότερη µετά από αυτό. είναι σε όλα τα σηµεία του κυκλώµατος η ίδια. είναι µεγαλύτερη µόνο πριν και µετά το αµπερόµετρο. 8. Ποια από τις επόµενες σχέσεις µεταξύ µονάδων του S.I. εκφράζει τη µονάδα της διαφοράς δυναµικού: 1Volt= 1Joule/1second 1Volt= 1Joule*1Coulomb 1Volt= 1Joule/1Ampere 1Volt= 1Joule/1Coulomb 9. Η ηλεκτρική ενέργεια που µεταφέρεται από µια ηλεκτρική πηγή σε ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου q=2c είναι Εηλ=40J. Η ηλεκτρική τάση της πηγής είναι: V= 80V V= 40V V= 20V V= o,o5v 10. Ενας αγωγός διαρρέεται από σταθερό ρεύµα 1Α, όταν από µια διατοµή του διέρχεται φορτίο: 100C σε 10s 2C σε 2s ενός ηλεκτρονίου σε 10s