Φυσική Β Λυκείου ΣΥΝΕΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ

Transcript

1 Φυσική Β Λυκείου ΣΥΝΕΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ

2 Που χρησιμοποιούνται οι Ηλεκτρικές πηγές; Από την καθημερινότητα ξέρουμε ότι για να λειτουργήσει οποιαδήποτε ηλεκτρική συσκευή χρειάζεται μια μπαταρία. Οι ι ηλεκτρικές πηγές όπως ονομάζονται, είναι διαφόρων ειδών: Μπορεί να έχουν διαστάσεις από μερικά χιλιοστά (στις μικροσκοπικές ηλεκτρονικές συσκευές) μέχρι και ολόκληρα μέτρα (στις γεννήτριες κτιρίων ή πλοίων)

3 Τι είναι οι Ηλεκτρικές πηγές; Η ηλεκτρική πηγή ειναι στοιχείο ενός ηλεκτρικού κυκλώματος που προσφέρει στο κύκλωμα την ενέργειά της. Τα άκρα της πηγής ονομάζονται πόλοι της πηγής. Υπάρχει ο θετικός (+) και ο αρνητικός (-) πόλος. Αυτή έχει στα άκρα της διαφορά δυναμικού (τάση) V=V + -V - V+: η τάση στον (+) πόλο την πηγής V-: η τάση στον (-) πόλο την πηγής

4 Ποιά τα είδη των Ηλεκτρικών πηγών; Έχουμε δύο είδη ηλεκτρικών πηγών: Πηγές συνεχούς τάσης στις οποίες ο θετικός και αρνητικός πόλος είναι καθορισμένοι και συμβολίζονται: + π.χ. αυτοκινήτων, μικροσυσκευών, ρολογιών κλπ. Πηγές εναλλασσόμενης τάσης στις οποίες οι πόλοι εναλλάσσονται, και συμβολίζονται: Κλασικό παράδειγμα είναι οι πρίζες στα σπίτια μας:

5 Τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα; Ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζουμε την προσανατολισμένη κίνηση ηλεκτρικών φορτίων.

6 Τα φορτία αυτά μπορεί να είναι ελεύθερα ηλεκτρόνια (μέσα στους μεταλλικούς αγωγούς) ή ιόντα (μέσα στα διαλύματα των ηλεκτρολυτών ή στους ζωντανούς οργανισμούς) κλπ.

7 Πως θα δημιουργήσω Ηλεκτρικό ρεύμα σε έναν αγωγό (δηλ. την προσανατολισμένη κίνηση των ηλεκτρονίων);

8 Ποιος είναι ο ρόλος της ηλεκτρικής πηγής στην δημιουργία του ηλεκτρικού ρεύματος; Ο ρόλος λοιπόν της ηλεκτρικής πηγής είναι να μεταφέρει ηλεκτρόνια στο εσωτερικό της, από τον θετικό πόλο στον αρνητικό, ώστε να συντηρείται το ηλεκτρικό ρεύμα. + ηλεκτρική πηγή Η διαφορά δυναμικού (τάση) στα άκρα της V είναι ιση με την ενέργεια U που προσφέρει η πηγή σε φορτίο 1C που διέρχεται απο αυτήν ΑΣΚΗΣΗ Τι εκφράζει η τάση V=20V στα άκρα ηλεκτρικής πηγής;

9 Ποιά είναι η Φορά του ηλεκτρικού ρεύματος ; Η φορά του ηλεκτρικού ρεύματος θα ΈΠΡΕΠΕ ΝΑ είναι η φορά των ηλεκτρονίων. Αυτή είναι η πραγματική φορά του ηλεκτρικού ρεύματος. πραγματική συμβατική Για ιστορικούς λόγους όμως θεωρούμε ότι μέσα στους αγωγούς κινούνται θετικά Ηλεκτρική φορτία, οπότε παίρνουμε πηγή σαν φορά του ρεύματος την αντίθετη της φοράς των ηλεκτρονίων. Αυτή είναι η λεγόμενη συμβατική φορά του ηλεκτρικού ρεύματος.

10 Φορά του ηλεκτρικού ρεύματος

11 Ποιό είναι Μηχανικό ανάλογο της ηλεκτ. πηγής και του ρεύματος ; Ο ρόλος λοιπόν της ηλεκτρικής πηγής είναι να διατηρεί τον έναν πόλο της πάντα θετικό και τον άλλο αρνητικό μεταφέροντας ηλεκτρόνια στο εσωτερικό της, από τον θετικό πόλο στον αρνητικό, ώστε να συντηρείται το ηλεκτρικό ρεύμα. + ηλεκτρική πηγή Το μηχανικό ανάλογο της δηλαδή, είναι σαν να ανεβάζουμε τα σφαιρίδια ψηλά από το Α στο Β, ώστε να διατηρείται η κίνηση τους. Β Α

12 Ποιά τα αποτελέσματα του ηλεκτρικού ρεύματος; Θερμικά Παρατηρούμε ότι το ρεύμα περνώντας μέσα από διάφορους αγωγούς ανεβάζει τη θερμοκρασία τους. Π.χ. θερμοσίφωνας, ηλεκτρική κουζίνα, λαμπτήρας πυράκτωσης κ.α. Χημικά Ξέρουμε ότι το ρεύμα διέρχεται μέσα από διαλύματα ηλεκτρολυτών, μέσα από οργανισμούς (ηλεκτροπληξία), μέσα από τις μπαταρίες κλπ. δημιουργώντας χημικές αντιδράσεις. Μαγνητικά Στο εσωτερικό όλων των ηλεκτροκινητήρων (π.χ. πλυντηρίου, οχημάτων, μίξερ κλπ.) έχουμε μια σειρά από ρευματοφόρα καλώδια που δέχονται δύναμη από μαγνητικό πεδίο.

13

14

15

16

17 Τι εκφράζει η Μονάδα μέτρησης 1 Α = 1 C/s ;

18 Τι ονομάζουμε Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος; Αν ακουμπήσουμε τα δάκτυλα μας στους πόλους μιας μπαταρίας ραδιοφώνου, το ηλεκτρικό ρεύμα που θα περάσει από μέσα μας είναι ελάχιστο και δεν θα καταλάβουμε τίποτα. Αν βάλουμε όμως τα δάκτυλα μας μέσα στη πρίζα του σπιτιού μας θα πάθουμε ηλεκτροπληξία. Χρειαζόμαστε ένα μέγεθος που να μας δείχνει πόσο ισχυρό είναι το ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό το μέγεθος είναι η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος. Ένταση Ι του ηλεκτρικού ρεύματος ονομάζουμε το φυσικό μέγεθος που μας δείχνει πόσο ηλεκτρικό φορτίο περνά από τη διατομή ενός αγωγού στη μονάδα του χρόνου I Q t Όπου Q: το φορτίο που περνά από μια διατομή και t: : ο χρόνος που χρειάστηκε για να περάσει Μονάδα μέτρησης 1 Α (ampere)( = 1 C/s (Coulomb/sec)

19 Ποιά η φορά της Έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος; Η ένταση έχει πάντα τη συμβατική φορά του ρεύματος. Δηλαδή πάντα από το θετικό προς τον αρνητικό πόλο της πηγής. Ι + Αριθμητικό παράδειγμα: : Πόση είναι η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον λαμπτήρα, αν μέσα σε 10 s περνά από μέσα του φορτίο 20 C; Πόσο φορτίο θα περάσει από μέσα του μετά από 5 min λειτουργίας; ΛΥΣΗ Έχουμε: Ι = Q/t = 20/10 = 2 A και: Ι = Q/t Q = It = 2560 = 600 C