TAΞΗ: Β ΤΟΜΕΑΣ : ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ : ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ Ι Φύλλο διδασκαλίας 2 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Ερωτήσεις 1. Αν κινηθεί μια ηλεκτρικά φορτισμένη ράβδος από εβονίτη θα δημιουργηθεί ηλεκτρικό ρεύμα; 2. Γιατί χρησιμοποιούμε μεταλλικά σύρματα για την ηλεκτρική σύνδεση των οικιακών συσκευών; Η σύνδεση θα μπορούσε να γίνει με άλλο υλικό, π.χ. με μάλλινο νήμα; 3. Γιατί δεν πρέπει να ακουμπάμε μια ηλεκτρική συσκευή με βρεγμένα χεριά; 4. Πώς μπορεί να προσανατολιστεί η κίνηση των ελευθέρων ηλεκτρονίων μέσα σε ένα μεταλλικό σύρμα; 5. Σε ένα κύκλωμα που έχει μια πηγή συνεχούς ρεύματος, με ποιο τρόπο μπορούμε να αλλάξουμε τη φορά του ρεύματος; 6. Όταν πατάτε το διακόπτη στο δωμάτιο σας για να ανάψετε το φως. τι συμβαίνει στο κύκλωμα; 15
7. Ποια η συμβατική και ποια η πραγματική φορά του ρεύματος στο μεταλλικό σύρμα ενός κυκλώματος συνεχούς ρεύματος; 8. Μπορεί ένα ηλεκτρικό κύκλωμα να διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα εάν: α. δεν έχει ηλεκτρική πηγή; β. ανοίξουμε τον διακόπτη; γ. δεν έχει όργανα μετρήσεως; δ. καεί η ασφάλεια; 9. Αν μειωθεί η ένταση του ρεύματος θα μειωθεί ή θα αυξηθεί το φορτίο που περνάει από μία διατομή του αγωγού σε μια ώρα; 10. Σε ένα κύκλωμα η ένταση του ρεύματος διπλασιάζεται. Πόσος χρόνος χρειάζεται τώρα για να περάσουν από τη διατομή του κυκλώματος όσα φορτία περνούσαν πριν σε 1 λεπτό; 11. Συγκρίνετε την ένταση ρεύματος 300 mα με την ένταση που εμφανίζεται, όταν ένα φορτίο 10 C περνάει με σταθερό ρυθμό από τη διατομή ενός αγωγού σε 1 λεπτό. 16
12. Από έναν αγωγό διέρχεται με σταθερό ρυθμό ηλεκτρικό φορτίο 4 C σε χρόνο 2s. Σε έναν άλλο αγωγό διέρχεται επίσης με σταθερό ρυθμό ηλεκτρικό φορτίο 50 C σε χρόνο 50s. Σε ποιόν αγωγό το ρεύμα έχει μεγαλύτερη ένταση; 13. Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα αλλάζουμε τον αγωγό με έναν άλλον, που η διατομή του είναι διπλάσια του πρώτου αγωγού, διατηρώντας την ίδια πηγή και την ίδια κατανάλωση. Πότε το ηλεκτρικό ρεύμα θα έχει μεγαλύτερη πυκνότητα; 14. Από την εμπειρία μας γνωρίζουμε ότι, όταν τροφοδοτούμε ένα μεγάλο καταναλωτή, όπως είναι η ηλεκτρική κουζίνα και ο θερμοσίφωνας, χρησιμοποιούμε καλώδια μεγαλύτερης διατομής από τη διατομή των καλωδίων που τροφοδοτούν τους λαμπτήρες. Γιατί; 17
Ασκήσεις 1. Από τη διατομή ενός αγωγού διέρχεται με σταθερό ρυθμό ηλεκτρικό φορτίο 150 C σε χρόνο 20s. Να βρεθεί η ένταση του ρεύματος. Απ: 7,5 Α 2. Σε ένα κύκλωμα μετρήσαμε ένταση ρεύματος 10 Α. Πόσο φορτίο πέρασε από μια διατομή του κυκλώματος σε 2 s; Απ: 20 C 3. Ένας κεραυνός προκαλεί ένταση ρεύματος 10 kα που διαρκεί 1 ms. Πόσο είναι το ηλεκτρικό φορτίο που εκτονώθηκε μέσω του κεραυνού: Απ: 10 C 18
4. Ένας συσσωρευτής προκαλεί σε ένα κύκλωμα ένταση ρεύματος 200 mα επί τριάντα ώρες. Πόσο φορτίο απέδωσε: Απ: 21.600 C ή 6 Αh 5. Να βρεθεί η πυκνότητα του ρεύματος σε έναν αγωγό, αν η ένταση του ρεύματος είναι Ι = 20 Α και το εμβαδόν της διατομής του αγωγού είναι 4 mm 2. Απ: 5 Α/mm 2 6. Σε έναν αγωγό η πυκνότητα του ρεύματος δεν επιτρέπεται να ξεπεράσει τα 4Α/mm 2. Με τον αγωγό αυτό θα τροφοδοτήσουμε έναν καταναλωτή, ο οποίος απαιτεί ρεύμα έντασης 12 Α. Πόση πρέπει να είναι η ελάχιστη τυποποιημένη διατομή του αγωγού ώστε να μην παρουσιαστούν προβλήματα κατά την ηλεκτροδότηση του καταναλωτή; (Τυποποιημένες διατομές 1.5mm 2, 2,5mm 2, 4mm 2 ). Απ: 4mm 2 19
7. Ένας αγωγός έχει διατομή 10 mm 2 και η πυκνότητα ρεύματος που μπορεί να δεχτεί χωρίς υπερθέρμανση, είναι 0,5 Α/mm 2. Ποια είναι η ανώτατη επιτρεπόμενη τιμή έντασης ηλεκτρικού ρεύματος ώστε να μην υπερθερμανθεί; Απ: 5 Α 8. Στο κύκλωμα του σχήματος το αμπερόμετρο δείχνει 0,16 mα. α) Πόσα ηλεκτρόνια περνούν από τη διατομή αα' του κυκλώματος σε 1 ms και προς ποια κατεύθυνση; β) Πόσα ηλεκτρόνια περνούν από τη διατομή ββ' και προς ποια κατεύθυνση; 20
Απ: 10 12 (ένα τρισεκατομμύριο) 21