ΔΙΑΛΕΞΗ 8. Δυναμικός ηλεκτρισμός

Transcript

1 ΔΙΑΛΕΞΗ 8 Δυναμικός ηλεκτρισμός

2 ΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΣΗΣΑ Ηλεκτρική Αγωγιμότητα ονομάζουμε την ευκολία με την οποία το ηλεκτρικό ρεύμα περνά μέσα από τα διάφορα σώματα. Σα στερεά σώματα παρουσιάζουν διαφορετική ηλεκτρική αγωγιμότητα. Σα μέταλλα και τα κράματα τους παρουσιάζουν μεγάλη ηλεκτρική αγωγιμότητα (αγωγοί) ενώ άλλα όπως το ξύλο, η πολυστερίνη δεν παρουσιάζουν ηλεκτρική αγωγιμότητα (μονωτές).

3 ΕΛΕΤΘΕΡΑ ΗΛΕΚΣΡΟΝΙΑ Σι είναι όμως αυτό που κάνει ένα σώμα αγωγό του ηλεκτρικού ρεύματος; τους αγωγούς υπάρχει μεγάλος αριθμός ηλεκτρικών φορτίων που κινούνται ελεύθερα προς όλες τις κατευθύνσεις μέσα στο πλέγμα του στερεού. τους μονωτές δεν παρατηρούνται τέτοια ελεύθερα ηλεκτρόνια.

4 ΗΛΕΚΣΡΙΚΟ ΡΕΤΜΑ Ηλεκτρικό Ρεύμα είναι η προσανατολισμένη μεταφορά ηλεκτρικού φορτίου κατά μήκος ενός αγωγού. Απαραίτητη προϋπόθεση για να διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα ένας αγωγός είναι η ύπαρξη διαφοράς δυναμικού στα άκρα του=αιτία δημιουργίας ηλεκτρικού ρεύματος. Ένταση Ηλεκτρικού Ρεύματος Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος είναι ο ρυθμός με τον οποίο το ηλεκτρικό φορτίο (Δq) περνά μέσα από τη διατομή του αγωγού. Ι=Δq/Δt Μονάδα Μέτρησης της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος είναι το Ampere Όργανο μέτρησης είναι το αμπερόμετρο.

5 ΔΙΑΥΟΡΑ ΔΤΝΑΜΙΚΟΤ[ΣΑΗ] Διαφορά Δυναμικού ή Σάση (V) στα άκρα ενός στοιχείου του κυκλώματος, ονομάζουμε το πηλίκο της ηλεκτρικής ενέργειας (W) που μετατρέπεται σε ενέργεια άλλων μορφών στο στοιχείο αυτό, δια το φορτίο που το διαπερνά. V=W/q Μονάδα Μέτρησης της διαφοράς δυναμικού είναι το Volt. Όργανο μέτρησης είναι το βολτόμετρο.

6 ΑΝΣΙΣΑΗ ΑΓΩΓΟΤ Αντίσταση (R) ενός αγωγού ονομάζουμε το πηλίκο της διαφοράς δυναμικού V που επικρατεί στα άκρα του, δια την ένταση Ι του ηλεκτρικού ρεύματος που την διαπερνά. Μονάδα Μέτρησης της αντίστασης είναι το Ohm(Ω) Η αντίσταση εξαρτάται από: (α) Μήκος Αγωγού (β) Εμβαδόν διατομής του αγωγού (γ) Υύση Τλικού Σα πιο πάνω συνοψίζονται στην εξής σχέση :R=ρ.l./s R=αντίσταση (Ω) l=μήκος αγωγού (m) ρ= είδος υλικού S=εμβαδόν διατομής (m 2 )

7 ΝΟΜΟ ΣΟΤ OHM Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος I που διαρρέει ένα μεταλλικό αγωγό είναι ανάλογη της διαφοράς δυναμικού V που επικρατεί στα άκρα του όταν η θερμοκρασία του παραμένει σταθερή. I=V/R I= Ένταση Ηλεκτρικού Ρεύματος (Α) V= Διαφορά Δυναμικού (V) R= Αντίσταση (Ω)

8 ΓΡΑΥΙΚΗ ΠΑΡΑΣΑΗ ΝΟΜΟΤ ΣΟΤ ΟΗΜ Από την κλίση της γραφικής παράστασης βρίσκουμε το 1/R Αυτή η γραφική παράσταση δεν υπακούει το νόμο του Ohmκαι ονομάζεται μη ωμικός αντιστάτης

9 ΤΝΔΕΜΟΛΟΓΙΑ ΑΝΣΙΣΑΕΩΝ ε ένα κύκλωμα είναι δυνατόν να υπάρχουν δύο ή και περισσότερες αντιστάσεις που διαρρέονται από ηλεκτρικό ρεύμα. Οι αντιστάσεις αυτές αποτελούν μια συνδεσμολογία αντιστάσεων. Ισοδύναμη αντίσταση ονομάζουμε την αντίσταση που αντικαθιστά δύο ή περισσότερες αντιστάσεις και κάνει την ίδια δουλεία με αυτές που αντικαθιστά.

10 ΤΝΔΕΗ Ε ΕΙΡΑ Δύο ή περισσότερες αντιστάσεις συνδέονται σε σειρά όταν διαρρέονται από το ίδιο ρεύμα. R ολ =R 1 +R 2 +R 3 Ι ολ =Ι 1 =Ι 2 =Ι 3 V ολ =V 1 +V 2 +V 3 τη συνδεσμολογία αυτή αν ένας αντιστάτης αποσυνδεθεί ή καταστραφεί τότε ούτε οι υπόλοιπες διαρρέονται από ρεύμα.

11 ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΤΝΔΕΗ τη συνδεσμολογία αυτή το ηλεκτρικό ρεύμα διακλαδίζεται στις αντιστάσεις. Η διαφορά δυναμικού στα άκρα τους είναι η ίδια παντού V ολ. Ι ολ =Ι 1 +Ι 2 +Ι 3 V ολ =V 1 =V 2 =V 3 τη συνδεσμολογία αυτή αξίζει να σημειωθεί ότι: (α) Η ισοδύναμη αντίσταση είναι μικρότερη από την πιο μικρή αντίσταση της συνδεσμολογίας. (β) Η ισοδύναμη αντίσταση της συνδεσμολογίας ελαττώνεται, όταν προστίθεται παράλληλα μια νέα αντίσταση. (γ) Αν μια από τις αντιστάσεις αποσυνδεθεί, οι υπόλοιπες διαρρέονται από ηλεκτρικό ρεύμα.

12 ΤΝΕΦΕ ΡΕΤΜΑ Ως συνεχές ρεύμα (αγγλ. direct current, συντμ. DC) θεωρείται η σταθερή ροή των ηλεκτρονίων σε μία ενιαία κατεύθυνση, π.χ. σε ένα καλώδιο, αλλά μπορεί επίσης να είναι μέσω ημιαγωγών και μέσω κενού όπως το ηλεκτρόνιο ή οι ιονικές ακτίνες. το συνεχές ρεύμα, τα ηλεκτρόνια ρέουν προς την ίδια κατεύθυνση. Η διαφορά αυτή διακρίνει το συνεχές από το εναλλασσόμενο ρεύμα (AC). Ένας όρος που χρησιμοποιήθηκε στο παρελθόν για το συνεχές ρεύμα ήταν το γαλβανικό ρεύμα. Παραδείγματα :Υαναράκια, συσκευές που λειτουργούν με μπαταρίες, μπαταρίες των αυτοκινήτων, ασύρματες συσκευές.

13 ΕΝΑΛΛΑΟΜΕΝΟ ΡΕΤΜΑ Σο εναλλασσόμενο ρεύμα (αγγλ. alternating current, συντμ. AC) είναι ηλεκτρικό ρεύμα του οποίου η ένταση και η κατεύθυνση μεταβάλλονται περιοδικά. Με άλλα λόγια είναι ένα ρεύμα το οποίο ρέει αρχικά σε μια κατεύθυνση και μετά από λίγο ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση. Σο εναλλασσόμενο ρεύμα, λόγω της ευκολότερης και οικονομικότερης μετάδοσής του (μικρότερες απώλειες κατά τη μεταφορά του και λεπτότερα καλώδια μεταφοράς) καθώς και λόγω της ευκολίας που παρέχει στη μετατροπή της τάσης του σε υψηλότερες ή χαμηλότερες τιμές, επικράτησε έναντι του συνεχούς στην διανομή ηλεκτρικής ενέργειας.

14 ΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΙΦΤ Ηλεκτρική Ισχύς είναι ο ρυθμός με τον οποίο η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε άλλες μορφές σε μία συσκευή. P=V.I ή P=I 2.R ή P=V 2 /R P=Ηλεκτρική Ισχύς (Watt) V= Διαφορά Δυναμικού (V) I= Ένταση Ηλεκτρικού Ρεύματος (Α) R= Αντίσταση (Ω)

15 ΝΟΜΟ ΣΟΤ JOULE Σο ποσό της θερμότητας Q που ελευθερώνεται από ένα αγωγό που διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα, είναι ανάλογο του τετραγώνου της έντασης I του ρεύματος, ανάλογο της αντίστασης R του αγωγού και ανάλογο του χρόνου t διέλευσης του ρεύματος. Q=I 2.R.t Q= Θερμότητα (Joule) I= Ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος (Α) R= Αντίσταση (Ω) t = Φρόνος (s)

16 ΚΑΣΕΤΘΤΝΣΗΡΙΕ ΓΡΑΜΜΕ ΓΙΑ ΟΡΘΗ ΦΡΗΗ ΣΩΝ ΗΛΕΚΣΡΙΚΩΝ ΤΚΕΤΩΝ Πολλές φορές οι φωτιές που προκαλούνται λόγω ηλεκτρικών προβλημάτων π.χ. βραχυκυκλώματα ή ακατάλληλη χρήση συσκευών καθώς επίσης καλωδίων και πριζών. Οι παρακάτω κατευθυντήριες γραμμές θα σας βοηθήσουν Διαβάζετε τις οδηγίες χρήσης μια ηλεκτρικής συσκευής προτού την χρησιμοποιήσετε. Αποσυνδέστε όλες τις συσκευές από το ρεύμα όταν δεν τις χρειάζεστε. Να αφαιρείται μια συσκευή από το ρεύμα από την πρίζα και όχι τραβώντας το καλώδιο. Να επιθεωρείτε/ελέγχετε όλες τις ηλεκτρικές συσκευές σε τακτά χρονικά διαστήματα. Να διατηρείτε όλες τις ηλεκτρικές συσκευές καθώς επίσης και όλα τα καλώδια και τις πρίζες σε καλή κατάσταση. Να χρησιμοποιείτε μια μόνο πρίζα σε κάθε υποδοχή. Η υπερφόρτωση είναι πιθανό να οδηγήσει στην καταστροφή της ασφάλειας. Αν χρειάζεται να συνδέσετε πάνω από μια συσκευή σε μια περιοχή, χρησιμοποιήστε πολύπριζο με υποδοχές που είναι διαχωρισμένες η μια από την άλλη.

17 Αποφύγετε την επαφή, τόσο τη δική σας όσο και του πελάτη σας με νερό και μεταλλικές επιφάνειες όταν χρησιμοποιείτε ηλεκτρικές συσκευές και να μην χειρίζεστε ποτέ ηλεκτρικές συσκευές με βρεγμένα χέρια. Να κρατάτε τα καλώδια μακριά από το πάτωμα ούτως ώστε να μην μπλεχτούν είτε στα δικά σας πόδια είτε στα πόδια των πελατών σας και να χτυπήσετε. Μην καθαρίζετε γύρω από πρίζες /υποδοχές ενόσω βρίσκονται ηλεκτρικές συσκευές σε λειτουργία. Να μην αγγίζετε δυο μεταλλικά αντικείμενα ταυτόχρονα όταν ένα από αυτά διαρρέεται από ρεύμα. Να μην αφήνετε ποτέ τους πελάτες σας χωρίς επίβλεψη κατά τη διάρκεια μιας θεραπείας που χρησιμοποιεί ηλεκτρισμό. Μην πατάτε πάνω σε καλώδια ή να τοποθετείτε αντικείμενα πάνω από αυτά. Προσέχετε ούτως ώστε τα καλώδια να μην μπλέκονται μεταξύ τους γιατί αυτό μπορεί αν προκαλέσει βραχυκύκλωμα. Να μην προσπαθείτε να επισκευάσετε μόνοι σας ηλεκτρικές συσκευές που έχουν υποστεί κάποια ζημιά. Όταν αντιμετωπίζετε κάποιο ηλεκτρικό πρόβλημα καλέστε κάποιο ειδικό να το επιδιορθώσει.