Ηλεκτρικό ρεύμα

​Ηλεκτρικό ρεύμα - Ευθυμίου Γιώργος

Ηλεκτρικό ρεύμα

Για να εμφανιστεί ηλεκτρικό ρεύμα χρειάζονται δύο
προϋποθέσεις:
✓Η ύπαρξη φορέων ηλεκτρικού φορτίου με ελευθερία
κίνησης.
✓Αίτιο για την προσανατολισμένη κίνηση των φορέων.

είναι η προσανατολισμένη κίνηση φορέων
ηλεκτρικού φορτίου, μέσα σε ένα αγωγό.

Στους μεταλλικούς αγωγούς τα σωματίδια
που εκτελούν την προσανατολισμένη κίνηση
είναι τα ελεύθερα ηλεκτρόνια.

Ποιοι είναι οι φορείς του

ηλεκτρικού φορτίου που κινούνται;

Στα άτομα των μετάλλων
τα εξωτερικά
ηλεκτρόνια είναι χαλαρά
συνδεδεμένα με τον πυρήνα.
Έτσι τα ηλεκτρόνια αυτά
μετακινούνται εύκολα από
τον έναν πυρήνα στον άλλο
και είναι κατά έναν τρόπο
κοινό "κτήμα" όλων των
ατόμων.

Η δύναμη Coulomb είναι αντιστρόφως
ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης

Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια

Η κίνηση αυτή των ελευθέρων ηλεκτρονίων είναι
άτακτη. Γίνεται προς όλες τις κατευθύνσεις.

Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια

Αν υπάρξει κάποια αιτία (δύναμη), μπορεί τα ελευθέρα
ηλεκτρόνια να κινηθούν (επιπλέον) όλα προς κάποια
κατεύθυνση και τότε έχουμε ηλεκτρικό ρεύμα.

Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια

Λόγω των ελεύθερων
ηλεκτρονίων, τα μέταλλα είναι
καλοί αγωγοί του
ηλεκτρισμού. Οι μονωτές
διαθέτουν ελάχιστα ελεύθερα
ηλεκτρόνια, έτσι δεν
διαρρέονται από το ηλεκτρικό
ρεύμα. Οι ημιαγωγοί κάτω
από ορισμένες συνθήκες
συμπεριφέρονται άλλοτε ως
αγωγοί και άλλοτε ως
μονωτές.

Αγωγοί – μονωτές - ημιαγωγοί

Η αιτία που προκαλεί το

ηλεκτρικό ρεύμα

Η αιτία για την
προσανατολισμένη
κίνηση των φορέων του
ηλεκτρικού φορτίου
δηλ. η αιτία για να
προκληθεί δύναμη
στους ηλεκτρικούς
φορείς, είναι η
ηλεκτρική πηγή

Ηλεκτρικές πηγές

Σε κάθε ηλεκτρική πηγή υπάρχουν δύο αντίθετα
ηλεκτρισμένες περιοχές τις οποίες ονομάζουμε
ηλεκτρικούς πόλους (θετικός – αρνητικός).

Ηλεκτρικές πηγές

Συνδέουμε τους δύο πόλους μιας

μπαταρίας με καλώδιο. Στο εσωτερικό
του σύρματος δημιουργείται ηλεκτρικό
πεδίο, οπότε στα ελεύθερα ηλεκτρόνιά

του μετάλλου, ασκείται ηλεκτρική

δύναμη. Τα ηλεκτρόνια εκτός από την
άτακτη κίνηση , κινούνται και από τον

αρνητικό προς τον θετικό πόλο.

Έχουμε ηλεκτρικό ρεύμα.

Πως λειτουργεί η μπαταρία

Υπάρχουν ως
ΕΛΕΥΘΕΡΑ

σε άτακτη κίνηση
μέσα σε όλους τους

αγωγούς. Η

μπαταρία δεν τα

δημιουργεί, αλλά τα

θέτει σε κίνηση

Τα ηλεκτρόνια δεν είναι της

ΔΕΗ, ούτε της μπαταρίας

Α

Α

Α

Θα μετρήσουμε τον αριθμό των ηλεκτρονίων που
διέρχονται από την διατομή Α του αγωγού στη μονάδα
του χρόνου ή ισοδύναμα το ολικό φορτίο q που
διέρχεται από την διατομή Α στη μονάδα του χρόνου

Πόσο ρεύμα; / Ένταση ρεύματος

Θέλουμε να μετρήσουμε πόσο ηλεκτρικό ρεύμα περνά
από ένα σημείο του κυκλώματος. Τι θα μετρήσουμε;

Ένταση ρεύματος (intensity)

ένταση ρεύματος είναι το
φορτίο που διέρχεται από μια
διατομή του αγωγού στη
μονάδα του χρόνου

Έντονη ροή νερού
Μεγάλη παροχή

Μικρή ροή νερού
Μικρή παροχή

Έντονη ροή ηλεκτρονίων

Μεγάλη ένταση

ηλεκτρικού ρεύματος

Μικρή ροή ηλεκτρονίων

Μικρή ένταση

ηλεκτρικού ρεύματος

Τι σημαίνει ένταση ρεύματος

Μονάδα μετρήσεως (Αμπέρ)

1mA= 10^-3A / 1μA= 10^-6A / 1KΑ= 10³A

Φυσική Γ’ Γυμνασίου - Κεφάλαιο 2: Ηλεκτρικό Ρεύμα - http://vgargan.gr

Ένταση Ηλεκτρικού Ρεύματος

• Ορίζουμε την ένταση (I) του ηλεκτρικού ρεύματος που

διαρρέει έναν αγωγό ως το φορτίο (q) που διέρχεται από
μια διατομή του αγωγού σε χρονικό διάστημα (t) προς το
χρονικό διάστημα.

I =Q

• Μονάδα μέτρησης (S.I.): 1 Ampere (1A = 1 C/s)
• Υποπολλαπλάσιά του είναι το 𝟏𝒎𝑨=𝟏𝟎-3𝑨 και το 𝟏𝝁𝜜=𝟏𝟎−𝟔𝜜 και

πολλαπλάσιά του συνήθως το 𝟏𝒌𝑨=𝟏𝟎𝟑𝑨.

• Τα όργανα που χρησιμοποιούμε για να μετράμε την ένταση του

ηλεκτρικού ρεύματος ονομάζονται αμπερόμετρα.

• Άσκηση 1, σελ 61

7

8

Μονάδα μετρήσεως (Αμπέρ)

Αμπερόμετρο

Όργανο μέτρησης έντασης.
Συνδέεται “σε σειρά” με το στοιχείο του
οποίου θέλουμε να μετρήσουμε την ένταση

Το προς μέτρηση ρεύμα πρέπει να
διέλθει μέσα από το αμπερόμετρο.

Αποτελέσματα του

ηλεκτρικού ρεύματος

Θερμικά
αποτελέσματα

Αποτελέσματα του

ηλεκτρικού ρεύματος

Χημικά

αποτελέσματα

Αποτελέσματα του

ηλεκτρικού ρεύματος

Βιολογικά αποτελέσματα

Αποτελέσματα του

ηλεκτρικού ρεύματος

Ηλεκτρομαγνητικά
αποτελέσματα

Αποτελέσματα του

ηλεκτρικού ρεύματος

Φωτεινά

αποτελέσματα

LED (Light Emitting Diode)

Fill in the Blank

Ονομάζουμε ηλεκτρικό ρεύμα την .......... κίνηση των ηλεκτρονίων.

Multiple Choice

Η πραγματική φορά του ηλεκτρικού ρεύματος είναι η φορά κίνησης των ελεύθερων ηλεκτρονίων.

• Σωστό

• Λάθος

Fill in the Blank

Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει έναν λαμπτήρα είναι 400 mA ή ...... Α

Fill in the Blank

Ένα σύρμα διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα έντασης 2 Α για χρονική διάρκεια 10 s. Η ποσότητα του ηλεκτρικού φορτίου που πέρασε από μια διατομή του αγωγού στην παραπάνω χρονική διάρκεια είναι ...... (αριθμός και μονάδα μέτρησης)

Multiple Choice

Ένας αγωγός διαρρέεται από σταθερό ρεύμα έντασης 1 Α, όταν από μια διατομή του διέρχεται φορτίο :

• ενός ηλεκτρονίου σε 1 s

• 1 C σε 0,1 s

• 0,1 C σε 0,1 s

• 0,1 C σε 1 s

Multiple Select

Ποιες από τις επόμενες προτάσεις που αναφέρονται στη φορά του ηλεκτρικού ρεύματος, είναι σωστές ;

• Η πραγματική φορά του ηλεκτρικού ρεύματος είναι η φορά κίνησης του θετικού φορτίου.

• Η πραγματική φορά του ηλεκτρικού ρεύματος είναι η φορά κίνησης των ελεύθερων ηλεκτρονίων.

• Η συμβατική φορά του ηλεκτρικού ρεύματος είναι αντίθετη της φοράς κίνησης των ελεύθερων ηλεκτρονίων.

• Η συμβατική φορά του ηλεκτρικού ρεύματος είναι η φορά κίνησης του θετικού φορτίου.

Multiple Select

Ποια ή ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές ;

• Σε μια ηλεκτρική πηγή έχουμε παραγωγή ενέργειας από το μηδέν.

• Στο φωτοστοιχείο ενέργεια ακτινοβολίας μετατρέπεται σε ηλεκτρική.

• Σε μια γεννήτρια ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική.

• Σ' έναν λαμπτήρα φωτισμού η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται κυρίως σε φωτεινή.

Multiple Choice

Μεταξύ των πόλων της ηλεκτρικής πηγής δημιουργείται

• πεδίο θερμοκρασιών

• πεδίο πιέσεων

• πεδίο δυνάμεων

• πεδίο βολών

Multiple Choice

Τα ηλεκτρόνια δεν κινούνται με την ίδια ευκολία σε όλους τους αγωγούς, για παράδειγμα, σ’ ένα χάλκινο σύρμα κινούνται ευκολότερα απ’ ό,τι σ’ ένα σιδερένιο σύρμα ίδιων διαστάσεων

• Σ

• Λ

Multiple Choice

Η πραγματική φορά του ηλεκτρικού ρεύματος είναι από το θετικό πόλο της ηλεκτρικής πηγής προς τον αρνητικό

• Σωστό

• Λάθος

Multiple Select

Ποια από τα παρακάτω υλικά είναι αγωγοί;

• Χαλκός

• Άργυρος

• Άνθρακας

• Ξύλο

• Γυαλί

Multiple Choice

Ο ρόλος της μπαταρίας σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα είναι:

• Να παράγει ηλεκτρόνια στο κύκλωμα

• Να αφαιρεί ηλεκτρόνια από το κύκλωμα

• Να δίνει ενέργεια στα ηλεκτρόνια του κυκλώματος για να κινούνται προσανατολισμένα

Multiple Choice

Στην πραγματικότητα ακόμα και μέσα στους μονωτές τα ηλεκτρόνια κινούνται, αλλά με πολύ μεγαλύτερη δυσκολία απ’ όση στους αγωγούς.

• Σωστό

• Λάθος

Multiple Choice

Στο εσωτερικό ενός μεταλλικού αγωγού υπάρχουν θετικά ιόντα και ελεύθερα ηλεκτρόνια.

• Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια κινούνται τυχαία προς κάθε κατεύθυνση, ενώ τα ιόντα πάλλονται γύρω από καθορισμένες θέσεις.

• Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια παραμένουν ακίνητα, ενώ τα ιόντα πάλλονται γύρω από καθορισμένες θέσεις.

• Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια και τα ιόντα κινούνται τυχαία προς κάθε κατεύθυνση.

• Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια και τα ιόντα παραμένουν ακίνητα.

Multiple Choice

Ο ρόλος της μπαταρίας σ’ ένα κύκλωμα που έχουμε φτιάξει με ένα λαμπάκι, είναι:

• να παράγει ηλεκτρόνια.

• να μετακινεί τα θετικά ιόντα στο μεταλλικό σύρμα της λάμπας.

• να δημιουργεί ηλεκτρικό πεδίο στο εσωτερικό των αγωγών, το οποίο να μετακινεί τα ελεύθερα ηλεκτρόνια που αυτή παράγει.

• να δημιουργεί ηλεκτρικό πεδίο στο εσωτερικό των αγωγών, το οποίο ασκεί δυνάμεις στα ελεύθερα ηλεκτρόνια που υπάρχουν στους μεταλλικούς αγωγούς του κυκλώματος.

Multiple Choice

Ο θερμοσίφωνας, είναι μια εφαρμογή

• θερμικού αποτελέσματος του ηλεκτρικού ρεύματος

• ηλεκτρομαγνητικού αποτελέσματος του ηλεκτρικού ρεύματος

• χημικού αποτελέσματος του ηλεκτρικού ρεύματος

• φωτεινού αποτελέσματος του ηλεκτρικού ρεύματος

Multiple Choice

Οι λαμπτήρες φθορισμού, είναι μια εφαρμογή

• θερμικού αποτελέσματος του ηλεκτρικού ρεύματος

• ηλεκτρομαγνητικού αποτελέσματος του ηλεκτρικού ρεύματος

• χημικού αποτελέσματος του ηλεκτρικού ρεύματος

• φωτεινού αποτελέσματος του ηλεκτρικού ρεύματος

Multiple Choice

Το αμπερόμετρο είναι όργανο μέτρησης

• της ηλεκτρικής τάσης

• της έντασης του ρεύματος

• της αντίστασης ενός αγωγού

• του ηλεκτρικού φορτίου

Multiple Choice

Τα αμπερόμετρα συνδέονται

• παράλληλα

• σε σειρά

• με οποιονδήποτε τρόπο