ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ & ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ

Σχετικά έγγραφα
ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ

Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ 1999

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ

Ηλεκτρομαγνητισμός. Αυτεπαγωγή. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ

ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις 1.1, 1.2 και 1.3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και, δίπλα, το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΣΤΟΧΟΙ : Ο μαθητής να μπορεί να :

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία Διάλεξη 5

ΦΥΣΙΚΗ. Για τις ερωτήσεις 1-5 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της. ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Στο μαγνητικό πεδίο του πηνίου αποθηκεύεται ενέργεια. Το μαγνητικό πεδίο έχει πυκνότητα ενέργειας.

ηλεκτρικό ρεύμα ampere

ΕΧΕΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΘΕΙ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΝΑ ΤΥΠΟ ΓΙΑ ΔΙΕΥΚΟΛΥΝΣΗ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΑΣ ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΣΤΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΣΑΣ ΚΙ 2014

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Φυσική για Μηχανικούς

Β ΛΥΚΕΙΟΥ Γενικής Παιδείας. ΘΕΜΑ 1 Ο Στις παρακάτω προτάσεις 1 ως και 4 επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Μία σε κάθε πρόταση είναι η σωστή απάντηση.

Μαγνητικό Πεδίο. Ζαχαριάδου Αικατερίνη Γενικό Τμήμα Φυσικής, Χημείας & Τεχνολογίας Υλικών Τομέας Φυσικής ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ

Ο πυκνωτής είναι μια διάταξη αποθήκευσης ηλεκτρικού φορτίου, επομένως και ηλεκτρικής ενέργειας.

Διάλεξη 2. Ηλεκτροτεχνία Ι. Κυκλώματα συνεχούς και Ηλεκτρομαγνητισμός. Α. Δροσόπουλος

ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ. σε χρόνο t = 1,6 min, η εσωτερική αντίσταση της πηγής είναι 2 Ω και ο λαμπτήρας λειτουργεί κανονικά. Nα υπολογίσετε : Δ 3.

Το χρονικό διάστημα μέσα σε μια περίοδο που η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου αυξάνεται ισούται με:

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Το ιδανικό κύκλωμα LC του σχήματος εκτελεί αμείωτες ηλεκτρικές ταλαντώσεις, με περίοδο

Θέµατα Εξετάσεων 94. δ. R

Φυσική για Μηχανικούς

( ) Στοιχεία που αποθηκεύουν ενέργεια Ψ = N Φ. διαφορικές εξισώσεις. Πηνίο. μαγνητικό πεδίο. του πηνίου (κάθε. ένα πηνίο Ν σπειρών:

στη θέση 1. Κάποια χρονική στιγμή μεταφέρουμε το διακόπτη από τη θέση 1 στη

ΗΕΔ ηλεκτρικής Πηγής-Ισχύς. Πηγές (μπαταρίες) Ηλεκτρική ισχύς

ΒΑΘΜΟΣ : /100, /20 ΥΠΟΓΡΑΦΗ:.

Διαγώνισμα Φυσικής κατεύθυνσης B! Λυκείου.

Ο νόμος της επαγωγής, είναι ο σημαντικότερος νόμος του ηλεκτρομαγνητισμού. Γι αυτόν ισχύουν οι εξής ισοδύναμες διατυπώσεις:

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία Διάλεξη 4

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ. Ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο γεννά ηλεκτρικό ρεύμα

Φυσική για Μηχανικούς

1. Ρεύμα επιπρόσθετα

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 2 ΙΟΥΝΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ηλεκτρικό ρεύµα ampere

Μαγνητικό Πεδίο. μαγνητικό πεδίο. πηνίο (αγωγός. περιστραμμένος σε σπείρες), επάγει τάση στα άκρα του πηνίου (Μετασχηματιστής) (Κινητήρας)

Ανάλυση Κυκλωμάτων. Φώτης Πλέσσας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών

ΑΣΚΗΣΗ 4. Ωμική αντίσταση - αυτεπαγωγή πηνίου

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ & ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Δρ. ΕΥΘΥΜΙΟΣ ΜΠΑΚΑΡΕΖΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ i.

ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ AC-DC. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΒΑΣΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ - ΑΠΛΑ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 18 ΜΑΪΟΥ 2004 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ

Δ1. Δ2. Δ3. Δ4. Λύση Δ1. Δ2. Δ3. Δ4.

Φυσική για Μηχανικούς

ΕΡΓΑΣΙΑ ΧΡΙΣΤΟΥΓΕΝΝΩΝ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ 25/12/2016. Νόμος του Coulomb q1 q2 F K. C 8,85 10 N m Ένταση πεδίου Coulomb σε σημείο του Α

ΘΕΜΑ 1 ο : Α. Να σημειώσετε ποιες από τις ακόλουθες σχέσεις, που αναφέρονται

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 7

Φυσική για Μηχανικούς

1. Ιδανικό κύκλωμα LC εκτελεί ηλεκτρικές ταλαντώσεις και η χρονική εξίσωση του φορτίου του πυκνωτή

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΝΙΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙΙ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ

ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Μελέτη Μετασχηματιστή

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΕΥΤΕΡΑ 18 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2000 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Φ Υ Σ Ι Κ Η Τ Α Ξ Η Σ Β 1 ο υ Κ Υ Κ Λ Ο Υ

ΟΡΟΣΗΜΟ ΘΕΜΑ Δ. Ομογενές ηλεκτρικό πεδίο έχει ένταση μέτρου

Κεφάλαιο 6: Δυναμικός Ηλεκτρισμός

ΓΚΙΟΚΑΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ. ΘΕΜΑ: Περιγράψτε τον τρόπο λειτουργίας μιας ηλεκτρικής γεννήτριας Σ.Ρ. με διέγερση σειράς.

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 4 ΙΟΥΝΙΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

Φυσική Γ.Π. Β Λυκείου 1 Ασκήσεις (Ηλεκτρισμός) ΘΕΜΑ Β2 (15052)

ΗΥ-121: Ηλεκτρονικά Κυκλώματα Γιώργος Δημητρακόπουλος. Βασικές Αρχές Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα (1) 2 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 4

0 Φυσική Γενικής Παιδείας Β Λυκείου Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα. Κώστας Παρασύρης - Φυσικός

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΕΜΠΤΗ 12 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

1_2. Δυνάμεις μεταξύ φορτίων Νόμος του Coulomb.

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΑΜΟΙΒΑΙΑ ΕΠΑΓΩΓΗ, M. Θεωρούμε δύο πηνία όπου στο ένα ελέγχουμε το ρεύμα και στο δεύτερο μετράμε την ΗΕ στα άκρα του. N

αυτ = dt dt = dt dt C dt C Ε = = = L du du du du + = = dt dt dt dt

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΟΜΟΣ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1

ΦΥΣΙΚΗ Β ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2003 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Ηλεκτροτεχνία Ηλ. Μηχανές & Εγκαταστάσεις πλοίου Τα στοιχεία του Πυκνωτή και του Πηνίου

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ηλεκτρικό Ρεύμα Μέρος 1 ο

α. Η ένδειξη 220 V σημαίνει ότι, για να λειτουργήσει κανονικά ο λαμπτήρας, πρέπει η τάση στα άκρα του να είναι 220 V.

1. Νόμος του Faraday Ορισμός της μαγνητικής ροής στην γενική περίπτωση τυχαίου μαγνητικού πεδίου και επιφάνειας:

2π 10 4 s,,,q=10 6 συν10 4 t,,,i= 10 2 ημ 10 4 t,,,i=± A,,, s,,,

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 18 ΜΑΪΟΥ 2004 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΠΤΑ (7)

Ηλεκτρικές Ταλαντώσεις 2ο Σετ Ασκήσεων - Φθινόπωρο 2012

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

Ηλεκτροτεχνία Ηλ. Μηχανές & Εγκαταστάσεις πλοίου Βασικές αρχές ηλεκτροτεχνίας

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ 2004

ΣΥΝΕΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ

ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις 1-6, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

N 1 :N 2. i i 1 v 1 L 1 - L 2 -

Ηλεκτρικές Ταλαντώσεις: Φθίνουσα Ηλεκτρική Ταλάντωση

ΑΣΚΗΣΗ 5 η ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΞΕΝΗΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΚΑΜΠΥΛΕΣ

ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις 1.1, 1.2 και 1.3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και, δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΛΑΙΟΤΕΡΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

( ) = ( ) Ηλεκτρική Ισχύς. p t V I t t. cos cos 1 cos cos 2. p t V I t. το στιγμιαίο ρεύμα: όμως: Άρα θα είναι: Επειδή όμως: θα είναι τελικά:

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 2 ΙΟΥΝΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Φυσική Γενικής Παιδείας Β Λυκείου 2001

[ i) 34V, 18V, 16V, -16V ii) 240W, - 96W, 144W, iii)14,4j, 96J/s ]

1. ΕΝΤΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος δίνεται από την σχέση Ι = Με την βοήθεια την σχέσης αυτής

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Transcript:

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ & ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ 1 ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ OHM (ΩΜ) Για πολλά υλικά ο λόγος της πυκνότητας του ρεύματος προς το ηλεκτρικό πεδίο είναι σταθερός και ανεξάρτητος από το ηλεκτρικό πεδίο που παράγει το ρεύμα! = Η σταθερά αναλογίας σ ονομάζεται αγωγιμότητα του υλικού Τα υλικά που ακολουθούν το νόμο του Ohm λέγονται ωμικά υλικά. (Ο νόμος του Ohm είναι μια εμπειρική σχέση που ισχύει για ορισμένα υλικά και υπό ορισμένες συνθήκες) Georg Ohm 16 Μαρτίου 1789-6 Ιουλίου 1854

ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ Για ένα αγωγό μήκους L και διατομής Α, στα άκρα του οποίου εφαρμόζουμε διαφορά δυναμικού (τάση) V Από τις σχέσεις: Διαφορά δυναμικού ανάμεσα σε ομογενές πεδίο (V =) ΔV = Ed Πυκνότητα ρεύματος (ρεύμα ανά μονάδα επιφάνειας) = Νόμο του Ohm: = Προκύπτει ότι: = ονομάζεται αντίσταση, R, του αγωγού: = 3 ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ OHM (ΩΜ) Ο νόμος του Ohm γράφεται: = Εάν διαφορά δυναμικού 1V στα άκρα αγωγού προκαλεί ρεύμα 1A, τότε λέμε ότι η αντίσταση του αγωγού είναι 1Ω. Στα ηλεκτρικά κυκλώματα η αντίσταση συμβολίζεται: I(t) R V(t) Σύμβολο αντίστασης 4

ΕΙΔΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ Το αντίστροφο της αγωγιμότητας ενός υλικού ονομάζεται ειδική αντίσταση, ρ: Από τις σχέσεις: = 1 Αντίσταση του αγωγού, R = ειδική αντίσταση, ρ = 1 Προκύπτει ότι: = 5 ΕΙΔΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ & Θερμοκρασία Η ειδική αντίσταση, κατά συνέπεια και η αντίσταση, εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, ένας από τους οποίους είναι και η θερμοκρασία. Για την εξάρτηση της αντίστασης από τη θερμοκρασία ισχύει: R = R o [1 α(t T o )] Όπου: α ο είναι ο λεγόμενος θερμικός συντελεστής ειδικής αντίστασης R o είναι η τιμή της αντίστασης σε δεδομένη θερμοκρασία αναφοράς Τ ο (συνήθως 0 ο C) 6

ΚΩΔΙΚΑΣ ΧΡΩΜΑΤΩΝ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΩΝ 7 8

ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑ Δύο αγωγοί που έχουν διαφορά δυναμικού V και ίσα αλλά αντίθετα φορτία, Q και Q αντίστοιχα, ονομάζεται πυκνωτής. Η χωρητικότητα, C, ενός πυκνωτή ισούται με το πηλίκο της απόλυτης τιμής του φορτίου ενός από τους δύο αγωγούς του διά την απόλυτη τιμή της διαφοράς δυναμικού των δύο αγωγών: = Για διαφορά δυναμικού είναι 1Volt (1V) και φορτίο είναι 1Coulomb (1C), η χωρητικότητα είναι 1Farad (1F) 9 Πυκνωτές Για το ρεύμα, το φορτίο και η διαφορά δυναμικού μεταξύ των ακροδεκτών ενός πυκνωτή ισχύουν οι εκφράσεις: = = = 1 න Στα ηλεκτρικά κυκλώματα, ο πυκνωτής συμβολίζεται: I(t) C V(t) Σύμβολο πυκνωτή 10

Πυκνωτές 11 Πυκνωτές 1

ΑΥΤΕΠΑΓΩΓΗ Michael Faraday September 1791 5 August 1867) Διαπίστωσε ότι η αναπαράσταση που προέκυπτε από τη δύναμη που προκαλούσε αυτή την αλλαγή σε διάφορα σημεία γύρω από τον ευθύγραμμο αγωγό είχε την μορφή ομόκεντρων κύκλων με κέντρο τον άξονα του αγωγού. Πρόκειται για τις γνωστές δυναμικές γραμμές! Ο όρος «μαγνητικό πεδίο» (magnetic field) αποδίδεται στον Φαραντέι 13 ΑΥΤΕΠΑΓΩΓΗ Όταν υπάρχει ρεύμα σε οποιοδήποτε κύκλωμα, αυτό το ρεύμα δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που διαπερνά το ίδιο το κύκλωμα και μεταβάλλεται όταν μεταβάλλεται το ρεύμα. 14

ΑΥΤΕΠΑΓΩΓΗ Κάθε κύκλωμα που διαρρέεται από ένα μεταβαλλόμενο ρεύμα έχει μια επαγόμενη ηλεκτρεγερτική δύναμη (ΗΕΔ) που προέρχεται από τη μεταβολή του δικού του μαγνητικού πεδίου. Μια ΗΕΔ αυτής της μορφής ονομάζεται ΗΕΔ αυτεπαγωγής, 15 16

17 ΑΥΤΕΠΑΓΩΓΗ Ένα κύκλωμα ή τμήμα κυκλώματος που έχει σχεδιαστεί μια να έχει μια συγκεκριμένη αυτεπαγωγή ονομάζεται πηνίο. Γενικά, ένα πηνίο είναι ένας σωληνοειδής πυρήνας σιδηρομαγνητικού υλικού με αριθμό τυλιγμένων σπειρών σύρματος γύρω του. Όπως οι αντιστάσεις και οι πυκνωτές, τα πηνία (αυτεπαγωγές) είναι μεταξύ των βασικών στοιχείων των κυκλωμάτων των μοντέρνων ηλεκτρονικών. 18

ΑΥΤΕΠΑΓΩΓΗ Ως παράδειγμα, ας θεωρήσουμε ένα πηνίο με Ν σπείρες σύρματος, που διαρρέεται από ρεύμα, Ι: a Σταθερό Ι b Αυξανόμενο Ι a b Ελαττούμενο Ι a b ε L = 0 ε L ε L Ι V ab = 0 V ab > 0 V ab < 0 (α) (β) (γ) (δ) 19 ΑΥΤΕΠΑΓΩΓΗ Ως παράδειγμα, ας θεωρήσουμε ένα πηνίο με Ν σπείρες σύρματος, που διαρρέεται από ρεύμα, Ι: 0

ΑΥΤΕΠΑΓΩΓΗ Ως αποτέλεσμα, μια μαγνητική ροή Φ Β διαπερνά κάθε σπείρα. Ορίζουμε την αυτεπαγωγή, L (που μερικές φορές αναφέρεται και ως συντελεστής αυτεπαγωγής) του κυκλώματος ως: = = Εάν το Φ Β και το Ι μεταβάλλονται συναρτήσει το χρόνου, τότε: = Η ΗΕΔ αυτεπαγωγής είναι πάντοτε ανάλογη με τον ως προς τον χρόνο ρυθμό μεταβολής του ρεύματος = 1 ΑΥΤΕΠΑΓΩΓΗ Η αυτεπαγωγή, ενός κυκλώματος: Είναι το μέτρο της επαγόμενης ΗΕΔ ανά μονάδα ρυθμού μεταβολής του ρεύματος στο ίδιο το κύκλωμα. Το αρνητικό πρόσημο στην εξίσωση: η ΗΕΔ αυτεπαγωγής δίνει, κατά κάποιο τρόπο, το μέτρο εναντίωσης στη μεταβολή του ρεύματος. Η μονάδα μέτρησης της αυτεπαγωγής στο SI είναι το Henry (H). Η αυτεπαγωγή ενός κυκλώματος είναι 1H, αν στο κύκλωμα αυτό επάγεται ΗΕΔ 1V όταν το ρεύμα μεταβάλλεται κατά 1A σε 1sec.

ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΙΣΧΥΣ Όταν συνεχές ρεύμα έντασης Ι διαρρέει μια ωμική αντίσταση R, η ισχύς, P, που καταναλώνεται στην αντίσταση είναι: = = = = Η ισχύς καταναλώνεται συνήθως υπό μορφή θερμικής ενέργειας η ισχύς που καταναλώνεται υπό μορφή θερμότητας σε μια αντίσταση λέγεται θερμική ισχύς Joule ή ωμική απώλεια. Η αντίστοιχη θερμότητα ονομάζεται θερμότητα Joule. 3 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΗΛΕΚΤΡΕΓΕΡΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΠΗΓΩΝ Για να διαρρέεται ένας αγωγός από σταθερό ρεύμα: Πρέπει να αποτελεί μέρος ενός κλειστού βρόχου, δηλαδή πλήρους κυκλώματος. Η διαδρομή δεν μπορεί να αποτελείται αποκλειστικά από και μόνον από ωμικές αντιστάσεις (Σε μία αντίσταση τα θετικά φορτία πάντοτε κινούνται προς την κατεύθυνση της χαμηλότερης δυναμικής ενέργειας) Πρέπει, να υπάρχει να υπάρχει μια διάταξη όπου τα θετικά φορτία κινούνται από χαμηλότερο σε υψηλότερο δυναμικό (παρά το γεγονός ότι η ηλεκτροστατική δύναμη προσπαθεί να τα ωθήσει από υψηλότερο δυναμικό σε χαμηλότερο) Η αιτία που κάνει το φορτίο να κινηθεί από χαμηλότερο σε υψηλότερο δυναμικό καλείται ηλεκτρεγερτική δύναμη (ΗΕΔ ή EMF) Σε ένα κύκλωμα μπορούμε να διατηρήσουμε σταθερό ρεύμα εάν χρησιμοποιήσουμε μια πηγή ΗΕΔ. 4

ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΗΛΕΚΤΡΕΓΕΡΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΠΗΓΩΝ Πηγή ΗΕΔ είναι κάθε συσκευή (για παράδειγμα μια μπαταρία ή μια ηλεκτρική γεννήτρια) που αυξάνει τη δυναμική ενέργεια των φορτίων τα οποία διαρρέουν το κύκλωμα Είναι μια «αντλία φορτίου» που υποχρεώνει τα ηλεκτρόνια να κινούνται αντίθετα προς την κατεύθυνση του ηλεκτροστατικού πεδίου μέσα στην πηγή. Η ΗΕΔ,, μιας πηγής δεν είναι δύναμη, αλλά περιγράφει το έργο που παράγεται ανά μονάδα φορτίου και στο SI η μονάδα της είναι το Volt (όπως και το δυναμικό). 5 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΗΛΕΚΤΡΕΓΕΡΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΠΗΓΩΝ 6

ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΗΛΕΚΤΡΕΓΕΡΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΠΗΓΩΝ Οι πηγές ενός ηλεκτρικού κυκλώματος είναι δύο ειδών: οι πηγές τάσης οι πηγές ρεύματος Μια ιδανική πηγή τάσης χαρακτηρίζεται από: την διαφορά δυναμικού (τάση), V, που επικρατεί στους ακροδέκτες της, δηλαδή τους πόλους της, και που είναι ανεξάρτητη το ρεύμα που παρέχει η πηγή αυτή. Σε μια ιδανική πηγή τάσης (α) η ΗΕΔ ισούται με τη διαφορά δυναμικού ( = V). Στην πραγματικότητα όμως, η τάση στους πόλους μιας πηγής μεταβάλλεται σε συνάρτηση με το φορτίο. Αυτό οφείλεται στο ότι μια πραγματική πηγή έχει μια εσωτερική αντίσταση, R s. Μια πραγματική πηγή μπορεί ισοδύναμα να θεωρηθεί ως μια ιδανική πηγή συνδεδεμένη σε σειρά με μια αντίσταση R s (β). Η πραγματική πολική τάση της πηγής, V s, στα άκρα της θα είναι: όπου Ι το ρεύμα της πηγής V s = IR s 7 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΗΛΕΚΤΡΕΓΕΡΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΠΗΓΩΝ Ιδανική πηγή ρεύματος (ή έντασης) Μια ιδανική πηγή ρεύματος (ή έντασης) είναι μια πηγή που δίνει σταθερό ρεύμα χωρίς αυτό να εξαρτάται από την τάση στους πόλους της πηγής (γ). Στην πραγματικότητα κι αυτή έχει μια εσωτερική αντίσταση, οπότε κατ αντιστοιχία με τα παραπάνω, μια πραγματική πηγή ρεύματος μπορεί ισοδύναμα να θεωρηθεί ως μια ιδανική πηγή συνδεδεμένη παράλληλα με μια αντίσταση R s (δ). 8

ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αντιστάσεις σε σειρά α R 1 b R c Οι αντιστάσεις R 1 και R διαρρέονται από το ίδιο ρεύμα, Ι. Πτώση τάσης στα άκρα κάθε αντίστασης: V ab = IR 1, V bc = IR I V I Όμως: V ολ (= V) = IR ολ = V ab V bc = IR 1 IR V = I(R 1 R ) Συνεπώς: R ολ = R 1 R Γενικά για n αντιστάσεις σε σειρά: R ολ = R 1 R R 3 R n 9 ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αντιστάσεις παράλληλα R 1 Οι αντιστάσεις έχουν στα άκρα τους την ίδια τάση, V Οι αντιστάσεις R 1 και R διαρρέονται από διαφορετικά ρεύματα, I 1 και I αντίστοιχα I 1 α I R b I V Όμως: I ολ (= I) = = I 1 I = I ολ = V( ) Συνεπώς: 1 = 1 1 = Γενικά για n αντιστάσεις παράλληλα: 1 1 1 = 1... 1 3 30

ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Πυκνωτές σε σειρά Οι οπλισμοί του κάθε πυκνωτή έχουν το ίδιο σε απόλυτη τιμή φορτίο. Στα άκρα των πυκνωτών C1 και C υπάρχει διαφορετική τάση: = = και = = Οι πυκνωτές διαρρέονται από ρεύμα Ι. Όμως: αντίστοιχα. Ολική εφαρμοζόμενη τάση = πτώση τάσης στον C 1 πτώση τάσης στον C Δηλαδή: 1 1 1 න = න න Συνεπώς: 1 1 1 = = Γενικά για n πυκνωτές σε σειρά: 1 = 1 1 1... 1 3 31 ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Πυκνωτές παράλληλα Οι πυκνωτές έχουν την ίδια τάση ανάμεσα στους οπλισμούς τους, ίση με την τάση της πηγής, V. Οι πυκνωτές C 1 και C έχουν διαφορετικά φορτία, Q 1 = C 1 V και Q = C V αντίστοιχα. Οι πυκνωτές από διαφορετικά ρεύματα Ι 1 και Ι αντίστοιχα. Όμως: Ι ολ = Ι 1 Ι Δηλαδή: = Συνεπώς: C ολ = C 1 C Γενικά για n πυκνωτές παράλληλα: C ολ = C 1 C C 3 C n 3

ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Πηνία σε σειρά Τα πηνία (αυτεπαγωγές) L 1 και L διαρρέονται από το ίδιο ρεύμα, Ι. α L 1 b L c Ισχύει: I V I Ολική εφαρμοζόμενη τάση = πτώση τάσης στο L 1 πτώση τάσης στο L Δηλαδή: = = = Συνεπώς: L ολ = L 1 L Γενικά για n πηνία σε σειρά: L ολ = L 1 L L 3 L n 33 ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Πηνία παράλληλα L 1 Τα πηνία (αυτεπαγωγές) L 1 και L διαρρέονται διαφορετικά ρεύματα Ι 1 και Ι αντίστοιχα, ενώ βρίσκονται υπό κοινή τάση, V. I 1 α I L b Όμως: Ι ολ = Ι 1 Ι I V Δηλαδή: = = 1 න = 1 න 1 න Συνεπώς: 1 = 1 1 = Γενικά για n πηνία παράλληλα: 1 1 1 = 1... 1 3 34

ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Πηγές τάσης σε σειρά Σύνδεση θετικού πόλου μιας πηγής με τον αρνητικό πόλο της επόμενης κ.ο.κ. Οι πηγές μπορεί να είναι διαφορετικές! Σύνδεση πηγών με αντίθετη πολικότητα: οι τάσεις αφαιρούνται αλλά οι εσωτερικές αντιστάσεις τους προστίθενται V 1, R s1 V, R s V n, R sn V ολ, R sολ Γενικά για n πηγές σε σειρά: =... =... ൠ = 35 ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Πηγές τάσης παράλληλα Σύνδεση όλων των θετικών πόλων σε κοινό κόμβο. Όμοια, όλοι οι αρνητικοί πόλοι συνδέονται σε κοινό κόμβο. Οι πηγές θα πρέπει να είναι όμοιες μεταξύ τους, δηλαδή να έχουν ίδια ΗΕΔ και ίδια εσωτερική αντίσταση, διαφορετικά θα κυκλοφορούν τοπικά ρεύματα στους βρόχους των πηγών, ακόμα κι όταν δεν υπάρχει κανένα εξωτερικό φορτίο Δηλαδή θα πρέπει: Ι 1 = Ι = = Ι n = Ι V 1 = V = = V n = V R s1 = R s = = R sn = R s V 1, R s1 V, R s V n, R sn V ολ, R sολ Γενικά για n πηγές παράλληλα: = = = 36