Φυσική - 4gymzografou.files.wordpress.com · 1 nC (Ýíá íáíïêïõëüìð) éóïýôáé ìå 10-9C äçëáäÞ 1nC=10-9C. ÓõíÞèùò ïé ôéìÝò ðïõ ðáßñíïõí

Γ΄ Γυμνασίου

ÁóôÝñéïò ×ñõóï÷üïõ

Φυσική

ï âéâëßï áõôü ãñÜöôçêå ìå óôü÷ï íá áðïôå-ëÝóåé Ýíá óçìáíôéêü âïÞèçìá ãéá ôïõò ìá-èçôÝò ôçò Ã´ Ãõìíáóßïõ êáé âáóßæåôáé óôç

äéäáêôÝá ýëç ôçò ÖõóéêÞò.ÐåñéëáìâÜíåé üëç ôç äéäáêôÝá ýëç ìå ôç ìïñ-öÞ åñùôÞóåùí-áðáíôÞóåùí, ìåèïäéêÜ ëõìÝíåò áóêÞóåéò, áðáíôÞóåéò óôéò åñùôÞóåéò-áóêÞóåéò ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ, êáèþò êáé äéáãùíßóìáôá óôï ôÝëïò êÜèå êåöáëáßïõ.Óôéò ôåëåõôáßåò óåëßäåò ôïõ âéâëßïõ ðåñéëáì-âÜíïíôáé ïé áðáíôÞóåéò êáé ïé ëýóåéò üëùí ôùí åñùôÞóåùí êáé ôùí áóêÞóåùí.

Åêäüóåéò ÂïëïíÜêç

T

6

ÊåöÜëáéï 1. ÇëåêôñéêÞ äýíáìç êáé öïñôßï . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

1.1 Ãíùñéìßá ìå ôçí çëåêôñéêÞ äýíáìç ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2 Ôï çëåêôñéêü öïñôßï .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3 Ôï çëåêôñéêü öïñôßï óôï åóùôåñéêü ôïõ áôüìïõ ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.4 Ôñüðïé çëÝêôñéóçò êáé ç ìéêñïóêïðéêÞ åñìçíåßá .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.5 Íüìïò ôïõ Êïõëüìð ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.6 Ôï çëåêôñéêü ðåäßï .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

ÁðáíôÞóåéò ôùí åñùôÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Ëýóåéò ôùí áóêÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Äéáãþíéóìá ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

ÊåöÜëáéï 2. Çëåêôñéêü ñåýìá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.1 Ôï çëåêôñéêü ñåýìá ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.2 Çëåêôñéêü êýêëùìá ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562.3 ÇëåêôñéêÜ äßðïëá ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612.4 ÐáñÜãïíôåò áðü ôïõò ïðïßïõò åîáñôÜôáé ç áíôßóôáóç åíüò

áãùãïý ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662.5 ÅöáñìïãÝò áñ÷þí äéáôÞñçóçò óôç ìåëÝôç áðëþí çëåêôñéêþí

êõêëùìÜôùí ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

ÁðáíôÞóåéò ôùí åñùôÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80Ëýóåéò ôùí áóêÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88Äéáãþíéóìá ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

ÊåöÜëáéï 3. ÇëåêôñéêÞ åíÝñãåéá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97

3.1 ÈåñìéêÜ áðïôåëÝóìáôá ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.2 ×çìéêÜ áðïôåëÝóìáôá ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1093.3 ÌáãíçôéêÜ áðïôåëÝóìáôá ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103.4 ÇëåêôñéêÞ êáé ìç÷áíéêÞ åíÝñãåéá .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1133.5 ÂéïëïãéêÜ áðïôåëÝóìáôá ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1143.6 ÅíÝñãåéá êáé éó÷ýò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

ÁðáíôÞóåéò ôùí åñùôÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121Ëýóåéò ôùí áóêÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126Äéáãþíéóìá ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

ÐÅÑÉÅ×ÏÌÅÍÁ

7

ÊåöÜëáéï 4. Ôáëáíôþóåéò . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

4.1 Ôáëáíôþóåéò .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1394.2 ÌåãÝèç ðïõ ÷áñáêôçñßæïõí ìéá ôáëÜíôùóç ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1424.3 ÅíÝñãåéá êáé ôáëÜíôùóç... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

ÁðáíôÞóåéò ôùí åñùôÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147Ëýóåéò ôùí áóêÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

ÊåöÜëáéï 5. Ìç÷áíéêÜ êýìáôá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

5.1 Ìç÷áíéêÜ êýìáôá ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1555.2 Êýìá êáé åíÝñãåéá .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1575.3 ×áñáêôçñéóôéêÜ ìåãÝèç ôïõ êýìáôïò ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 5.4 ¹÷ïò ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1645.5 ÕðïêåéìåíéêÜ ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôïõ Þ÷ïõ ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

ÁðáíôÞóåéò ôùí åñùôÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168Ëýóåéò ôùí áóêÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177Äéáãþíéóìá ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

ÊåöÜëáéï 6. Öýóç êáé äéÜäïóç ôïõ öùôüò . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

6.1 Öùò. ¼ñáóç êáé åíÝñãåéá .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1856.2 ÄéÜäïóç ôïõ öùôüò ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

ÁðáíôÞóåéò ôùí åñùôÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190Ëýóåéò ôùí áóêÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

ÊåöÜëáéï 7. ÁíÜêëáóç ôïõ öùôüò . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

7.1 ÁíÜêëáóç ôïõ öùôüò ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2037.2 Åéêüíåò óå êáèñÝöôåò: åßäùëá ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2057.3 Ðñïóäéïñéóìüò åéäþëïõ óå êïßëïõò êáé êõñôïýò êáèñÝöôåò .. . . . . . . 206

ÁðáíôÞóåéò ôùí åñùôÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209Ëýóåéò ôùí áóêÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

ÊåöÜëáéï 8. ÄéÜèëáóç ôïõ öùôüò . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

8.1 ÄéÜèëáóç ôïõ öùôüò ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2178.2 ÅöáñìïãÝò ôçò äéÜèëáóçò ôïõ öùôüò... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2198.3 ÁíÜëõóç ôïõ öùôüò ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2218.4 Ôï ÷ñþìá ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222

ÁðáíôÞóåéò ôùí åñùôÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223Ëýóåéò ôùí áóêÞóåùí ôïõ ó÷ïëéêïý âéâëßïõ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

ÁðáíôÞóåéò óôéò åñùôÞóåéò-ëýóåéò ôùí áóêÞóåùí ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

Ηλεκτρική δύναμηκαι ηλεκτρικό φορτίο

Κεφ

άλαιο

1

11

Κεφάλαιο 1

1.1 ΓΝΩΡΙΜΙΑ ΜΕ ΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ

ÅñùôÞóåéò - ÁðáíôÞóåéò

1. Ðïéá óþìáôá ëÝãïíôáé çëåêôñéóìÝíá; Ðþò ïíïìÜæåôáé ç äýíáìç ðïõ áóêåßôáé ìåôáîý ôïõò; ÁíáöÝñåôå ðáñáäåßãìáôá.

ÁðÜíôçóçÇëåêôñéóìÝíá åßíáé ôá óþìáôá ðïõ Ý÷ïõí ôçí éäéüôçôá íá áóêïýí

äýíáìç óå åëáöñéÜ áíôéêåßìåíá. Ç äýíáìç ðïõ áóêåßôáé ìåôáîý çëåêôñéóìÝíùí óùìÜôùí ïíïìÜæåôáé

çëåêôñéêÞ. ¸íá ðáñÜäåéãìá çëåêôñéóìÝíïõ óþìáôïò áðïôåëåß ç ÷ôÝíá ðïõ Ýëêåé

ôéò ôñß÷åò êáèþò ÷ôåíßæåéò ôá óôåãíÜ ìáëëéÜ óïõ. ¸íá áêüìç ðáñÜäåéãìá çëåêôñéóìÝíïõ óþìáôïò åßíáé ç Ýëîç ðïõ äÝ-

÷ïíôáé ìéêñÜ ÷áñôÜêéá áðü ðëáóôéêü ÷Üñáêá áöïý ðñþôá ôñßøåéò ôïí ÷Üñáêá óôá öýëëá ôïõ âéâëßïõ óïõ.

2. Ðïéåò åßíáé ïé âáóéêÝò éäéüôçôåò ôùí çëåêôñéêþí äõíÜìåùí;

ÁðÜíôçóçÏé âáóéêÝò éäéüôçôåò ôùí çëåêôñéêþí äõíÜìåùí åßíáé äýï. á) ¼ôé áóêïýíôáé áðü áðüóôáóç. â) ¼ôé ìðïñïýí íá åßíáé åßôå åëêôéêÝò åßôå áðùóôéêÝò.

1. ÇËÅÊÔÑÉÊÇ ÄÕÍÁÌÇ ÊÁÉ ÇËÅÊÔÑÉÊÏ ÖÏÑÔÉÏ

Κεφάλαιο 1

12

ÅëêôéêÝò åßíáé ïé äõíÜìåéò óôçí ðåñßðôùóç ðïõ ôá öïñôßá åßíáé üìïéá êáé áðùóôéêÝò óôçí ðåñßðôùóç ðïõ åßíáé áíôßèåôá öïñôé-óìÝíá.

1.2 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ


1. Ôé ïíïìÜæïõìå çëåêôñéêü öïñôßï Q (Þ q); Ðüóá åßäç çëåêôñéêïý öïñôßïõ õðÜñ÷ïõí; Ðþò áëëçëåðéäñïýí ôá çëåêôñéêÜ öïñôßá ìåôáîý ôïõò;

ÁðÜíôçóçÇëåêôñéêü öïñôßï Q åßíáé ôï öõóéêü ìÝãåèïò ðïõ óõíäÝåôáé ìå ìéá

éäéüôçôá ðïõ Ý÷åé ç ýëç. ÕðÜñ÷ïõí äýï äéáöïñåôéêÜ åßäç öïñôßïõ. Ôï èåôéêü öïñôßï +Q êáé

ôï áñíçôéêü öïñôßï -Q.Ôá öïñôéóìÝíá óþìáôá, Üñá êáé ôá öïñôßá ðïõ Ý÷ïõí, ìðïñïýí íá

Ýëêïíôáé Þ íá áðùèïýíôáé áíáëüãùò ìå ôï åßäïò ôïõ öïñôßïõ ðïõ Ý÷ïõí.

2. Ðþò ïíïìÜæïíôáé ôá óþìáôá ðïõ Ý÷ïõí öïñôßï; Ðþò äéá÷ùñß-æïíôáé;

ÁðÜíôçóçÔá óþìáôá ðïõ Ý÷ïõí öïñôßï áëëçëåðéäñïýí ìå äõíÜìåéò êáé ìðï-

ñïýìå íá ðïýìå üôé åßíáé çëåêôñéêÜ öïñôéóìÝíá. Äéá÷ùñßæïíôáé óå åêåßíá ðïõ Ý÷ïõí èåôéêü öïñôßï +Q, ïðüôå åßíáé

èåôéêÜ öïñôéóìÝíá, êáé óå åêåßíá ðïõ Ý÷ïõí áñíçôéêü öïñôßï –Q êáé åßíáé áñíçôéêÜ öïñôéóìÝíá.

3. Ðþò óõíäÝåôáé ç çëåêôñéêÞ äýíáìç Fçë ðïõ áóêåß Ýíá öïñôéóìÝíï óþìá ìå ôï öïñôßï Q ôïõ óþìáôïò;

ÁðÜíôçóçÇ çëåêôñéêÞ äýíáìç Fçë ðïõ áóêåß (Þ áóêåßôáé óå) Ýíá öïñôéóìÝíï

óþìá åßíáé áíÜëïãç ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ Q ôïõ óþìáôïò. ÄçëáäÞ üóï ìåãáëýôåñï åßíáé ôï öïñôßï Q ôüóï ìåãáëýôåñç åßíáé êáé ç çëåêôñé-êÞ äýíáìç Fçë ðïõ áóêåß (Þ áóêåßôáé óôï) ôï öïñôéóìÝíï óþìá.

4. Ðïéá åßíáé ç ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ óôï ÄéåèíÝò Óýóôçìá ÌïíÜäùí; ÁíáöÝñåôå õðïðïëëáðëÜóéá ôïõ Coulomb.

13

Κεφάλαιο 1ÁðÜíôçóçÇ ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ óôï S.I. åßíáé ôï Êïõëüìð

(Coulomb) êáé óõìâïëßæåôáé ìå ôï ãñÜììá C.ÌåñéêÜ õðïðïëëáðëÜóéá ôïõ Êïõëüìð öáßíïíôáé ðáñáêÜôù.1 ìC (Ýíá ìéêñïêïõëüìð) éóïýôáé ìå 10-6C äçëáäÞ 1ìC=10-6C.1 nC (Ýíá íáíïêïõëüìð) éóïýôáé ìå 10-9C äçëáäÞ 1nC=10-9C.

ÓõíÞèùò ïé ôéìÝò ðïõ ðáßñíïõí ôá öïñôßá åßíáé ôçò ôÜîçò ìåãÝ-èïõò ôïõ ìéêñïêïõëüìð.

5. Ðþò õðïëïãßæåôáé ôï óõíïëéêü öïñôßï äýï Þ ðåñéóóïôÝñùí óùìÜôùí;

ÁðÜíôçóçÔï óõíïëéêü öïñôßï äýï Þ ðåñéóóïôÝñùí öïñôéóìÝíùí óùìÜôùí éóïý-

ôáé ìå ôï áëãåâñéêü Üèñïéóìá ôùí öïñôßùí ôïõò. ÄçëáäÞ, áí ìéá öïñ-ôéóìÝíç ñÜâäïò Ý÷åé öïñôßï Q1 =+4ìC, ìßá Üëëç Q2= -3ìC, ôï óõíïëéêü öïñôßï ôùí äýï ñÜâäùí èá åßíáé Qïë= Q1 +Q2= +4ìC+(-3ìC)=+1ìC.

1.3 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ


1. Ðïéá óùìáôßäéá áðïôåëïýí ôï Üôïìï; Ðïý âñßóêïíôáé ôá óùìá-ôßäéá áõôÜ êáé ôé öïñôßï Ý÷ïõí;

ÁðÜíôçóçÔï Üôïìï áðïôåëåßôáé áðü ôïí ðõñÞíá ôïõ êáé áðü ôá çëåêôñüíéá e

ðïõ âñßóêïíôáé ãýñù áðü áõôüí. Ï ðõñÞíáò áðïôåëåßôáé áðü ôá ðñù-ôüíéá p êáé ôá íåôñüíéá n.

Áðü ôá ðáñáðÜíù óùìáôßäéá ôá çëåêôñüíéá Ý÷ïõí áñíçôéêü öïñôßï êáé ôá ðñùôüíéá Ý÷ïõí èåôéêü öïñ-ôßï ßóçò ôéìÞò ìå ôïõ çëåêôñïíßïõ, åíþ ôá íåôñüíéá äåí Ý÷ïõí öïñ-ôßï, ïðüôå ëÝìå üôé åßíáé ïõäÝôåñá. ¼ðùò öáßíåôáé óôï äéðëáíü ó÷Þìá ôá ðñùôüíéá êáé ôá íåôñüíéá âñß-óêïíôáé óôïí ðõñÞíá êáé ôá çëå-êôñüíéá ãýñù áðü áõôüí. Ôï öïñôßï ôïõ çëåêôñïíßïõ åßíáé e=1,6x10-19C.

Κεφάλαιο 1

14

Ôï öïñôßï ôïõ çëåêôñïíßïõ åßíáé êáôÜ áðüëõôç ôéìÞ ßóï ìå ôï öïñôßï ôïõ ðñùôïíßïõ, ãåãïíüò ðïõ óçìáßíåé üôé Ýíá ðñùôüíéï êáé Ýíá çëåêôñüíéï Ý÷ïõí óõíïëéêü öïñôßï ìçäÝí.

2. Ðüôå Ýíá Üôïìï åßíáé çëåêôñéêÜ ïõäÝôåñï; ¼ôáí äåí åßíáé ïõäÝ-ôåñï ôï Üôïìï, ôé öïñôßï Ý÷åé;

ÁðÜíôçóç¸íá Üôïìï åßíáé çëåêôñéêÜ ïõäÝôåñï üôáí ôï óõíïëéêü öïñôßï ôïõ

áôüìïõ åßíáé ìçäÝí. Áõôü ãéá íá óõìâåß èá ðñÝðåé ï áñéèìüò ôùí çëå-êôñïíßùí e íá åßíáé áêñéâþò ßäéïò ìå ôïí áñéèìü ôùí ðñùôïíßùí p. Áí ï áñéèìüò ôùí çëåêôñïíßùí êáé ôùí ðñùôïíßùí äåí åßíáé ï ßäéïò, ôüôå ôï Üôïìï áðïêôÜ öïñôßï ßóï ìå ôï ðåñßóóåõìá ôïõ öïñôßïõ, äçëáäÞ ôï öïñôßï ôùí ðåñéóóüôåñùí óùìáôéäßùí (çëåêôñïíßùí Þ ðñùôïíßùí).

3. Ðþò ãßíåôáé ç öüñôéóç ôùí óùìÜôùí ìå âÜóç ôç ìéêñïóêïðéêÞ äïìÞ ôçò ýëçò;

ÁðÜíôçóçÇ öüñôéóç ôùí óùìÜôùí ìðïñåß íá ãßíåé ìå ôç ìåôáöïñÜ ôùí çëå-

êôñïíßùí áðü Ýíá óþìá óå Ýíá Üëëï. Ìåôáêéíïýíôáé ôá çëåêôñüíéá êáé ü÷é ôá ðñùôüíéá åîáéôßáò:

á) ôçò ìéêñüôåñÞò ôïõò ìÜæáò, êáé â) ëüãù ôïõ üôé âñßóêïíôáé ðéï ìáêñéÜ áðü ôïí ðõñÞíá ôïõ áôüìïõ, Üñá ìðïñïýí íá áðïóðþíôáé ðéï åýêïëá áðü ôá ðñùôüíéá.

4. Ôé ãíùñßæåôå ãéá ôçí áñ÷Þ äéáôÞñçóçò ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ;

ÁðÜíôçóçÇ áñ÷Þ äéáôÞñçóçò ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ åßíáé ìßá áðü ôéò ðéï

óçìáíôéêÝò áñ÷Ýò óôç öõóéêÞ. Åîçãåß ôï ãåãïíüò üôé ôá öïñôßá äåí êáôáóôñÝöïíôáé Þ äçìéïõñãïýíôáé, áðëþò ìåôáöÝñïíôáé áðü Ýíá óþìá óå Ýíá Üëëï Ýôóé þóôå óõíïëéêÜ ôï öïñôßï íá ðáñáìÝíåé áìåôÜâëçôï.

5. Ôé ïíïìÜæïõìå êâÜíôùóç; Ôé åßíáé ôá êâÜíôá; ÁðÜíôçóç

ÊâÜíôùóç åßíáé ç éäéüôçôá ôïõ öïñôßïõ íá åìöáíßæåôáé óôç öýóç óå ôéìÝò ðïõ åßíáé ðïëëáðëÜóéåò ôïõ öïñôßïõ ôïõ çëåêôñïíßïõ êáé ü÷é óå ôõ÷áßåò ôéìÝò.

Ð.÷. ôï öïñôßï åíüò óþìáôïò ìðïñåß íá åßíáé ßóï ìå ôï öïñôßï 3 çëåêôñïíßùí ( ) Þ åíüò Üëëïõ ìå ôï öïñôßï 5 çëåêôñïíßùí ( ).

15

Κεφάλαιο 1Äåí ìðïñåß üìùò ôï öïñôßï åíüò óþìáôïò íá åßíáé 2x10-19 C. Ç ðïóüôçôá áõôÞ ôùí öïñôßùí ôùí óùìÜôùí ôá ïðïßá åìöáíßæïíôáé

ìå áõôÝò ôéò ôéìÝò (ðïëëáðëÜóéåò ôïõ åíüò çëåêôñïíßïõ) ïíïìÜæïíôáé êâÜíôá.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΡΟΣ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

1. Áðü ôá ðáñáêÜôù öáéíüìåíá íá îå÷ùñßóåôå åêåßíï ðïõ äåí åßíáé çëåêôñéêü.á) Tï ôßíáãìá ðïõ íéþèïõìå üôáí åñ÷üìáóôå óå åðáöÞ ìå Ýíá áõ-ôïêßíçôï.â) H Ýëîç ìéêñþí áíôéêåéìÝíùí áðü ðëáóôéêü óôõëü ðïõ Ý÷ïõìå ôñßøåé óôï ìÜëëéíï ðïõëüâåñ ìáò.ã) O ðñïóáíáôïëéóìüò ôçò ìáãíçôéêÞò âåëüíáò êáôÜ ôç äéåýèõíóç ÂïññÜ - Íüôïõ.ä) Tá ìéêñÜ ôñéîßìáôá ðïõ áêïýìå üôáí âãÜæïõìå ôï ìÜëëéíï ðïõëü-âåñ ìáò.

2. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò íá åðéëÝîåéò ôç óùóôÞ. ¼ôáí ìéá ãõÜëéíç ñÜâäïò ôñßâåôáé ìå ìÜëëéíï ýöáóìá ôüôå:á) Çëåêôñßæåôáé ìüíï ôï ìÜëëéíï ýöáóìá. â) Çëåêôñßæåôáé ìüíï ç ãõÜëéíç ñÜâäïò. ã) Çëåêôñßæïíôáé êáé ôá äýï.ä) Äåí çëåêôñßæåôáé êáíÝíá áðü ôá äýï.

3. Ðïéá áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÞ; ¼ôáí äýï ãõÜëéíåò ñÜâäïé ðïõ Ý÷ïõí ôñéöôåß ìå ìÜëëéíï ýöáóìá

ðëçóéÜæïõí êïíôÜ ç ìßá óôçí Üëëç, ôüôå:á) Áðùèåß ç ìßá ôçí Üëëç.â) ¸ëêïíôáé áìïéâáßá.ã) Äåí áëëçëåðéäñïýí.

4. Óå ðïéá áðü ôéò åéêüíåò 1, 2 êáé 3 ðïõ öáßíïíôáé óôï ðáñáêÜôù ó÷Þìá ôá äýï óöáéñßäéá áðü öåëéæüë ðïõ åßíáé êñåìáóìÝíá ìå ìåôáîùôÞ

Κεφάλαιο 1

16

êëùóôÞ á) Ý÷ïõí áíôßèåôç êáôÜóôáóç çëÝêôñéóçò, â) Ý÷ïõí ßäéá êá-ôÜóôáóç çëÝêôñéóçò, ã) äåí åßíáé çëåêôñéóìÝíá;

5. Ðïéá áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÞ; ¼ôáí äýï óþìáôá ðïõ åßíáé áðü ôï ßäéï õëéêü, áöïý ôñéöôïýí óå

ðëáóôéêÞ óáêïýëá áðùèïýíôáé ìåôáîý ôïõò, ôüôå:á) Çëåêôñßóôçêå ìüíï ôï Ýíá áðü ôá äýï.â) ÁðÝêôçóáí üìïéá êáôÜóôáóç çëÝêôñéóçò.ã) Çëåêôñßóôçêáí ìå áíôßèåôï öïñôßï.ä) Äåí çëåêôñßóôçêáí êáèüëïõ.

6. Ôñßá óþìáôá Á, Â êáé Ã åßíáé çëåêôñéóìÝíá. Ôï Á ìå ôï Â Ýëêïíôáé áìïéâáßá, åíþ ôï Â ìå ôï Ã áðùèïýíôáé áìïéâáßá. Áí ôï óþìá Ã åßíáé èåôéêÜ çëåêôñéóìÝíï, íá âñåßôå ôï åßäïò çëÝêôñéóçò ôùí Üëëùí äýï óùìÜôùí.

7. ÐÝíôå óþìáôá Á, Â, Ã, Ä êáé Å åßíáé çëåêôñéóìÝíá. Áí ãíùñßæåôå üôé ôï Á áðùèåß ôï Â, ôï Ã Ýëêåé ôï Å, ôï Â áðùèåß ôï Å, ôï Ä Ýëêåé ôï Â êáé üôé ôï Ä åßíáé çëåêôñéóìÝíï áñíçôéêÜ, íá âñåßôå ôï åßäïò ôçò çëÝêôñéóçò ôùí õðüëïéðùí óùìÜôùí.

8. ¸óôù ôñåéò óöáßñåò 1, 2 êáé 3 ðïõ åßíáé çëåêôñéóìÝíåò ÷ùñßò íá ãíùñßæåôå ôï åßäïò çëÝêôñéóçò. Åßíáé äõíáôüí íá åêäçëþíïíôáé çëå-êôñéêÝò áëëçëåðéäñÜóåéò ìåôáîý ôïõò üðùò öáßíïíôáé óôï ó÷Þìá; ÄéêáéïëïãÞóôå ôçí áðÜíôçóÞ óáò.

1.4 ΤΡΟΠΟΙ ΗΛΕΚΤΡΙΣΗΣ ΚΑΙ Η ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΚΗ ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΟΥΣ


1. Ðüóïõò ôñüðïõò çëÝêôñéóçò åíüò óþìáôïò ãíùñßæåôå; Ðïéïé åßíáé áõôïß;

17

Κεφάλαιο 1ÁðÜíôçóç Ïé ôñüðïé çëÝêôñéóçò åíüò óþìáôïò åßíáé ôñåéò. Ç çëÝêôñéóç á) ìå

ôñéâÞ, â) ìå åðáöÞ êáé ã) ìå åðáãùãÞ. Ìðïñïýí êáé ïé ôñåéò ôñüðïé çëÝ-êôñéóçò íá åñìçíåõôïýí ìå âÜóç ôï ìïíôÝëï ôçò ìéêñïóêïðéêÞò äïìÞò ôçò ýëçò.

2. Ðïéá çëåêôñüíéá ïíïìÜæïíôáé åîùôåñéêÜ; Ãéáôß áõôÜ åßíáé óç-ìáíôéêÜ;

ÁðÜíôçóç Ôá çëåêôñüíéá ðïõ åßíáé ðéï áðïìáêñõóìÝíá áðü ôïí ðõñÞíá ïíï-

ìÜæïíôáé åîùôåñéêÜ. Åßíáé óçìáíôéêÜ ãéáôß áõôÜ ôá çëåêôñüíéá èá ìðï-ñïýí íá ìåôáöÝñïíôáé áðü ôï Ýíá óþìá óå Ýíá Üëëï ðñïêáëþíôáò ôç öüñôéóÞ ôïõò. Áõôü óõìâáßíåé ãéáôß ç äýíáìç ðïõ áóêåßôáé ðÜíù ôïõò áðü ôïí ðõñÞíá åßíáé áóèåíÝóôåñç áðü ôá õðüëïéðá çëåêôñüíéá ëüãù ôçò ìåãáëýôåñçò áðüóôáóçò ðïõ Ý÷ïõí áðü áõôüí. ¸ôóé ìðïñïýí ðéï åýêïëá íá ìåôáöÝñïíôáé áðü Ýíá óþìá óå Ýíá Üëëï.

3. Ôé ãíùñßæåôå ãéá ôçí çëÝêôñéóç äýï óùìÜôùí ìå ôñéâÞ;

ÁðÜíôçóçÊáôÜ ôçí çëÝêôñéóç äýï óùìÜôùí ìå ôñéâÞ, ôá óþìáôá çëåêôñßæï-

íôáé üôáí Ýñ÷ïíôáé óå åðáöÞ êáé áðïêôïýí ßóá êáé áíôßèåôá öïñôßá ëüãù ôçò áñ÷Þò äéáôÞñçóçò ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ, ðïõ áíáöÝñèçêå ðáñáðÜíù.

Èõìßæïõìå üôé óýìöùíá ìå ôçí áñ÷Þ äéáôÞñçóçò ôïõ çëåêôñé-êïý öïñôßïõ, ôï óõíïëéêü öïñôßï óôá äýï óþìáôá ðáñáìÝíåé óôáèåñü. ¸ôóé, áí áñ÷éêÜ Þôáí áöüñôéóôá êáé Ýðåéôá áðü ôçí ôñéâÞ öïñôßæïíôáé, ðñÝðåé íá Ý÷ïõí ßäéï êáé áíôßèåôï öïñôßï.

4. Ðþò åîçãåßôáé ç çëÝêôñéóç åíüò óþìáôïò ìå åðáöÞ ìå ôç âïÞ-èåéá ôùí çëåêôñïíßùí;

ÁðÜíôçóç¼ôáí Ýíá öïñôéóìÝíï óþìá Á Ýñ÷åôáé óå åðáöÞ ìå Ýíá áöüñôéóôï Â,

ôüôå áí ôï óþìá Á åßíáé áñíçôéêÜ öïñôéóìÝíï ìåôáöÝñïíôáé çëåêôñüíéá áðü ôï Á óôï óþìá Â, ïðüôå ôï Â öïñôßæåôáé áñíçôéêÜ.

Áí ôï Á åßíáé èåôéêÜ öïñôéóìÝíï, ôüôå ìå ôçí åðáöÞ ìåôáöÝñïíôáé çëåêôñüíéá áðü ôï áöüñôéóôï óþìá Â óôï Á, ïðüôå ôï Â öïñôßæåôáé èåôéêÜ.

Κεφάλαιο 1

18

Ìçí îå÷íÜôå üôé ôá áöüñôéóôá óþìáôá åßíáé ïõäÝôåñá, äçëáäÞ ï áñéèìüò ðñùôïíßùí êáé çëåêôñïíßùí åßíáé ï ßäéïò. Áí óå Ýíá óþìá åßíáé ðåñéóóüôåñá ôá ðñùôüíéá, ôüôå ôï óþìá åßíáé èåôé-êÜ öïñôéóìÝíï, åíþ áí ôá çëåêôñüíéá åßíáé ðåñéóóüôåñá, ôüôå åßíáé áñíçôéêÜ öïñôéóìÝíï.

5. Ðïéá óþìáôá ïíïìÜæïíôáé áãùãïß êáé ðïéá ìïíùôÝò; ÁíáöÝñåôå ìåñéêÜ ðáñáäåßãìáôá.

ÁðÜíôçóçÔá óþìáôá ðïõ åðéôñÝðïõí ôï äéáóêïñðéóìü ôïõ çëåêôñéêïý ôïõò

öïñôßïõ óå üëç ôçí ÝêôáóÞ ôïõò ïíïìÜæïíôáé çëåêôñéêïß áãùãïß. Áãù-ãïß åßíáé üëá ôá ìÝôáëëá, üðùò ï óßäçñïò, ï ÷áëêüò, ôï áëïõìßíéï êáé ï õäñÜñãõñïò.

Ôá óþìáôá óôá ïðïßá ôï öïñôßï äå äéáóêïñðßæåôáé óå üëç ôçí Ýêôá-óÞ ôïõò áëëÜ ðáñáìÝíåé åíôïðéóìÝíï óôçí ðåñéï÷Þ ôïõ óþìáôïò ðïõ öïñôßóáìå ïíïìÜæïíôáé ìïíùôÝò. Ðáñáäåßãìáôá ìïíùôþí áðïôåëïýí ôï îýëï, ôï êåñß, ôï ðëáóôéêü, ôï ãõáëß, ôï êáïõôóïýê, üðùò êáé ôï êáèáñü íåñü.

6. ÅîçãÞóôå ðïý ïöåßëåôáé ç áãþãéìç óõìðåñéöïñÜ ôùí ìåôÜëëùí. Ôé åßíáé ôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá;

ÁðÜíôçóçÓôá ìÝôáëëá ôá åîùôåñéêÜ çëåêôñüíéá óõãêñáôïýíôáé ìå ìéêñÝò äõ-

íÜìåéò áðü ôïõò ðõñÞíåò ôùí áôüìùí ôïõò ïðüôå äéáöåýãïõí áðü ôï Üôïìï êáé êéíïýíôáé åëåýèåñá óôï ìÝôáëëï. Ãéá ôï ëüãï áõôü ïíïìÜæï-íôáé êáé åëåýèåñá çëåêôñüíéá. Ôá Üôïìá ðïõ Ý÷ïõí ÷Üóåé ôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá áðïêôïýí èåôéêü öïñôßï áëëÜ ìðïñïýí íá êéíçèïýí ãýñù áðü óõãêåêñéìÝíåò èÝóåéò êáé ü÷é óå üëï ôï ìÝôáëëï. Áí öïñôéóôåß Ýíáò áãùãüò, ôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá êéíïýíôáé åýêïëá ïðüôå êáé öïñôßæåôáé ï áãùãüò. ¸ôóé ïé áãùãïß öïñôßæïíôáé åýêïëá ëüãù ôçò ýðáñîçò ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí.

7. ÐåñéãñÜøôå ôç óõìðåñéöïñÜ ôùí ìïíùôþí êáôÜ ôçí çëÝêôñéóÞ ôïõò.

ÁðÜíôçóçÓôïõò ìïíùôÝò ôá çëåêôñüíéá åßíáé éó÷õñÜ óõíäåäåìÝíá óôïõò ðõñÞ-

íåò ôùí áôüìùí. ¸ôóé, áí ðñïóâëçèïýí ëüãù öüñôéóçò ôá çëåêôñüíéá áõôÜ èá ðáñáìåßíïõí óå ìéá óõãêåêñéìÝíç ðåñéï÷Þ êáé èá ôç öïñôßóïõí

19

Κεφάλαιο 1áñíçôéêÜ. Åðßóçò áí ìå êÜðïéïí ôñüðï áðïâëçèïýí çëåêôñüíéá, ôüôå ôá õðüëïéðá èá ðáñáìÝíïõí óôéò èÝóåéò ôïõò êáé èá öïñôßóïõí ôçí ðåñéï÷Þ ôïõ åëëåßììáôïò çëåêôñïíßùí èåôéêÜ, óå áíôßèåóç ìå ôïõò áãùãïýò, üðïõ èá óõíÝâáéíå ñïÞ öïñôßùí áðü ðåñéï÷Þ óå ðåñéï÷Þ.

¸ëëåéììá çëåêôñïíßùí åìöáíßæåôáé óôéò ðåñéï÷Ýò ðïõ öïñôßæï-íôáé èåôéêÜ ëüãù ôùí ðåñéóóüôåñùí èåôéêþí öïñôßùí.

8. Ðþò ìðïñåß íá ãßíåé ç áíß÷íåõóç ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ;

ÁðÜíôçóçÇ áíß÷íåõóç ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ ìðïñåß íá ãßíåé óôï åñãáóôÞñéï

ìå üñãáíá ðïõ ïíïìÜæïíôáé çëåêôñïóêüðéá. ¸íá ðáñÜäåéãìá çëåêôñï-óêïðßïõ åßíáé ôï çëåêôñéêü åêêñåìÝò. Áðïôåëåßôáé áðü Ýíá ìåôáëëéêü óôÝëå÷ïò êáé áðü Ýíá Þ äýï åëáöñÜ ìåôáëëéêÜ åëÜóìáôá ðïõ ìðïñïýí íá áíïßãïõí. ¼óï ðåñéóóüôåñï áíïßãïõí ôá öýëëá ôüóï ðåñéóóüôåñï öïñôßï Ý÷åé ôï çëåêôñïóêüðéï.

¸íáò âáóéêüò ôýðïò çëåêôñïóêïðßïõ öáßíåôáé óôï ðáñáêÜôù ó÷Þìá.

9. Ðþò åñìçíåýåôå ôçí çëÝêôñéóç ìå åðáãùãÞ; Ðþò ìðïñåß ìéá ñÜâäïò íá åßíáé çëåêôñéóìÝíç áëëÜ ü÷é öïñôéóìÝíç;

ÁðÜíôçóçÇ çëÝêôñéóç ìå åðáãùãÞ ãßíåôáé üôáí Ýíá öïñôéóìÝíï óþìá âñåèåß

êïíôÜ óå áöüñôéóôï óþìá, ïðüôå êáé ðñïêáëåßôáé äéá÷ùñéóìüò ôùí öïñôßùí óôï áöüñôéóôï óþìá êáé Ýôóé çëåêôñßæåôáé. Áí ãéá ðáñÜäåéãìá ðëçóéÜæïõìå ìéá öïñôéóìÝíç óöáßñá óôï Ýíá Üêñï ìéáò áöüñôéóôçò ìåôáëëéêÞò ñÜâäïõ, üðùò öáßíåôáé óôï ó÷Þìá ðïõ áêïëïõèåß, ôüôå ôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá ôçò ñÜâäïõ èá óõãêåíôñùèïýí óå áõôü ôï Üêñï ïðüôå óôï Üëëï Üêñï ôçò ñÜâäïõ èá õðÜñ÷åé Ýëëåéììá çëåêôñïíßùí. ¸ôóé, ç ìßá Üêñç ðïõ åßíáé ðéï êïíôÜ óôï öïñôéóìÝíï áãùãü öïñôßæåôáé

áñíçôéêÜ, åíþ ôï Üëëï Üêñï öïñôßæåôáé èåôéêÜ.

Κεφάλαιο 1

20

Ç ñÜâäïò óôçí ðåñß-ðôùóç áõôÞ åßíáé çëå-êôñéóìÝíç áëëÜ ü÷é öïñôéóìÝíç, äçëáäÞ óôï åóùôåñéêü ôçò Ý÷åé äéá-÷ùñéóôåß ôï èåôéêü áðü ôï áñíçôéêü çëåêôñéêü öïñôßï, óõíïëéêÜ üìùò ôï öïñôßï ôçò ñÜâäïõ åßíáé ìçäÝí.

10. Ðïéá óþìáôá ïíïìÜæïíôáé ðïëùìÝíá êáé ãéáôß;

ÁðÜíôçóçÔá óùìáôßäéá ôçò ýëçò (Üôïìá Þ ìüñéá) ðïõ âñßóêïíôáé óå ìïíùôÝò

êáé åßíáé èåôéêÜ öïñôéóìÝíá áðü ôç ìßá Üêñç êáé áñíçôéêÜ öïñôéóìÝíá áðü ôçí Üëëç Üêñç ïíïìÜæïíôáé ðïëùìÝíá.

Ï ðñïóáíáôïëéóìüò ôùí áôüìùí (Þ ìïñßùí) óôï åóùôåñéêü ôïõ ìï-íùôÞ Ý÷åé áðïôÝëåóìá ôï Ýíá Üêñï ôïõ ìïíùôÞ íá åßíáé èåôéêÜ öïñôé-óìÝíï êáé ôï Üëëï áñíçôéêÜ, óáí íá ó÷çìáôßæïíôáé äýï ðüëïé áíôßèåôá öïñôéóìÝíïé.


1. Íá óõìðëçñþóåôå ôá êåíÜ óôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò:á) Ôüóï ïé áãùãïß üóï êáé ïé ìïíùôÝò çëåêôñßæïíôáé ìå …………. Ïé áãùãïß ùóôüóï çëåêôñßæïíôáé ìå ………….. ðïëý åíôïíüôåñá áð’ ü,ôé ïé …………….. â) Ôï çëåêôñïóêüðéï ìå êéíçôÜ öýëëá áðïôåëåßôáé áðü Ýíá óôáèåñü ………… ……………… êáé áðü äýï êéíçôÜ ………… öýëëá.

2. Ðïéåò áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò ëáíèáóìÝíåò;á) Óôçí çëÝêôñéóç äýï óùìÜôùí ìå ôñéâÞ, áõôÜ áðïêôïýí åßôå èåôéêÞ åßôå áñíçôéêÞ çëÝêôñéóç.â) ¸íá óþìá ìðïñåß íá çëåêôñéóôåß ìüíï ìå åðáãùãÞ.ã) ¼ôáí ðëçóéÜæïõìå ìéá ãõÜëéíç çëåêôñéóìÝíç ñÜâäï óôï Üêñï ìéáò ìåôáëëéêÞò ìç çëåêôñéóìÝíçò ñÜâäïõ, áõôü ôï Üêñï çëåêôñßæåôáé èåôéêÜ êáé ôï Üëëï áñíçôéêÜ. ä) Ôá ìÝôáëëá åßíáé áãþãéìá.

3. Íá êáôáôÜîåôå ôá ðáñáêÜôù õëéêÜ óå áãþãéìá êáé ìïíùôéêÜ:Îýëï, óßäçñïò, ãõáëß, ÷áñôß, ðëáóôéêü, áÝñáò, ðüóéìï íåñü, ÷áëêüò.

21

Κεφάλαιο 14. ¼ôáí öÝñíïõìå óå åðáöÞ Ýíá áãþãéìï ìç çëåêôñéóìÝíï óþìá ìå Ýíá èåôéêÜ çëåêôñéóìÝíï óþìá, ôé ìðïñåß íá óõìâåß;á) ÈåôéêÜ çëåêôñéóìÝíá óùìáôßäéá ìåôáêéíïýíôáé áðü ôï äåýôåñï óþìá óôï ðñþôï.â) ÁñíçôéêÜ çëåêôñéóìÝíá óùìáôßäéá ìåôáêéíïýíôáé áðü ôï äåýôåñï óþìá óôï ðñþôï. ã) ¼ëá ôá èåôéêÜ çëåêôñéóìÝíá óùìáôßäéá óõãêåíôñþíïíôáé óôï ðñþ-ôï óþìá êáé üëá ôá áñíçôéêÜ óôï äåýôåñï óþìá.ä) ¼ëá ôá çëåêôñéóìÝíá óùìáôßäéá ìåôáêéíïýíôáé áðü ôï ðñþôï óþìá óôï äåýôåñï.

5. Ðïéá áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÞ;Ìéá ñÜâäïò çëåêôñßóôçêå áñíçôéêÜ. Áõôü óçìáßíåé üôé:á) ¸÷áóå áñíçôéêÜ öïñôßá.â) ÐÞñå áñíçôéêÜ öïñôßá.ã) ¸÷áóå èåôéêÜ öïñôßá.ä) Ïýôå Ý÷áóå ïýôå ðÞñå öïñôßá.

6. ¼ôáí ëÝìå üôé Ýíá óþìá åßíáé èåôéêÜ çëåêôñéóìÝíï åííïïýìå üôé: á) ¸÷åé ðåñéóóüôåñá èåôéêÜ ðáñÜ áñíçôéêÜ çëåêôñéóìÝíá óùìáôßäéá.â) ¸÷åé ìüíï èåôéêÜ çëåêôñéóìÝíá óùìáôßäéá.ã) ÄçìéïõñãÞèçêáí êáéíïýñãéá èåôéêÜ çëåêôñéóìÝíá óùìáôßäéá. ä) Äåí õðÜñ÷ïõí êáèüëïõ áñíçôéêÜ çëåêôñéóìÝíá óùìáôßäéá.

7. Ðïéá áðü ôéò åðüìåíåò ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÞ;á) Óôç öýóç äåí õðÜñ÷ïõí çëåêôñéêÜ öïñôßá.â) Óôç öýóç õðÜñ÷åé ìüíï Ýíá åßäïò çëåêôñéêïý öïñôßïõ.ã) Óôç öýóç õðÜñ÷ïõí ìüíï äýï åßäç çëåêôñéêïý öïñôßïõ. ä) Óôç öýóç õðÜñ÷ïõí ðïëëÜ åßäç çëåêôñéêïý öïñôßïõ.

8. ¼ôáí ðëçóéÜæïõìå ôï Üêñï ìéáò ñÜâäïõ óå Ýíá çëåêôñïóêüðéï ðïõ ôá öýëëá ôïõ åßíáé êáôáêüñõöá, üðùò öáßíåôáé óôï ó÷Þìá, ðáñáôçñïýìå üôé ôá öýëëá ôïõ çëåêôñïóêïðßïõ áíïßãïõí. Ðïéåò áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÞ;

á) Ç ñÜâäïò öïñôßóôçêå áðü ôï çëåêôñïóêü-ðéï. â) Ôï çëåêôñïóêüðéï öïñôßóôçêå áðü ôç ñÜâäï. ã) Ç ñÜâäïò Þôáí öïñôéóìÝíç ìå áñíçôéêü öïñ-ôßï.ä) Ç ñÜâäïò Þôáí öïñôéóìÝíç ìå èåôéêü öïñôßï.å) Ç ñÜâäïò Þôáí öïñôéóìÝíç ìå Üãíùóôï öïñ-ôßï.

Κεφάλαιο 1

22

9. Ðïéá áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÞ;Êáëýôåñïé áãùãïß ôïõ çëåêôñéóìïý åßíáé:á) Ôá ìÝôáëëá.â) Ôá õãñÜ.ã) Ôá áÝñéá.ä) Ôá óôåñåÜ.

10. Ðïéá áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÞ;¼ôáí óôçí ßäéá ðëáóôéêÞ óáêïýëá ôñßâïíôáé äýï êáëáìÜêéá ôüôå:á) Ôá äýï êáëáìÜêéá öïñôßæïíôáé ìå èåôéêü öïñôßï.â) Ìáãíçôßæïíôáé ìå áíôßèåôá öïñôßá.ã) Äå öïñôßæïíôáé êáèüëïõ.ä) Öïñôßæïíôáé ìå áíôßèåôá öïñôßá.

11. Ðïéåò áðü ôéò áêüëïõèåò ðñïôÜóåéò äåí áðïôåëïýí éäéüôçôåò ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ;á) Ôï çëåêôñéêü öïñôßï åßíáé êâáíôéóìÝíï. â) Ôï çëåêôñéêü öïñôßï ðáßñíåé ôéìÝò êáé üôáí áíáöåñüìáóôå óå äõíÜìåéò ôïõ âÜñïõò.ã) Ôï çëåêôñéêü öïñôßï åßíáé äýï äéáöïñåôéêþí åéäþí.ä) Ôï çëåêôñéêü öïñôßï äéáôçñåßôáé.

1.5 Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ ΚΟΥΛΟΜΠ


1. Ðïéá åßíáé ç ó÷Ýóç ôçò çëåêôñéêÞò äýíáìçò êáé ôçò áðüóôáóçò ìåôáîý äýï öïñôßùí;

ÁðÜíôçóç ¼ôáí äýï öïñôßá âñßóêïíôáé óå êÜðïéá áðüóôáóç, áóêåßôáé çëåêôñéêÞ

äýíáìç ìåôáîý ôïõò. Ç äýíáìç áõôÞ ìåãáëþíåé üóï ôá öïñôßá Ýñ÷ïíôáé ðéï êïíôÜ ôï Ýíá óôï Üëëï. Áðü ðáñáôçñÞóåéò êáé ìåôñÞóåéò ðïõ Ýêáíå ï Êïõëüìð âñÝèçêå üôé ç çëåêôñéêÞ äýíáìç åßíáé áíôéóôñüöùò áíÜëïãç ôïõ ôåôñáãþíïõ ôçò áðüóôáóçò ôùí öïñôßùí.

2. Ðïéá öïñôéóìÝíá óþìáôá ïíïìÜæïíôáé óçìåéáêÜ óôï íüìï ôïõ Êïõëüìð;

ÁðÜíôçóç Óôï íüìï ôïõ Êïõëüìð óçìåéáêÜ ïíïìÜæïíôáé ôá öïñôéóìÝíá óþìáôá

ôùí ïðïßùí ïé äéáóôÜóåéò åßíáé ðïëý ìéêñüôåñåò óå ó÷Ýóç ìå ôéò áðï-

23

Κεφάλαιο 1óôÜóåéò ðïõ áðÝ÷ïõí ôá öïñôéóìÝíá óþìáôá ìåôáîý ôïõò.

3. Ðþò äéáôõðþíåôáé ï íüìïò ôïõ Êïõëüìð; Ðþò ðåñéãñÜöåôáé ìáèçìáôéêÜ; ÐåñéãñÜøôå üëá ôá ìåãÝèç ðïõ áíáöÝñïíôáé óå áõôüí.

ÁðÜíôçóç Ï íüìïò ôïõ Êïõëüìð äéáôõðþíåôáé ùò åîÞò: Ôï ìÝôñï ôçò çëåêôñéêÞò

äýíáìçò (F) ìå ôçí ïðïßá áëëçëåðéäñïýí äýï óçìåéáêÜ öïñôßá (Q1 êáé Q2) åßíáé áíÜëïãï ôïõ ãéíïìÝíïõ ôùí öïñôßùí êáé áíôéóôñüöùò áíÜëïãï ôïõ ôåôñáãþíïõ ôçò ìåôáîý ôïõò áðüóôáóçò (r).

Ç ìáèçìáôéêÞ ðåñéãñáöÞ ôïõ íüìïõ ôïõ Êïõëüìð åßíáé: F=K× . Ç óôáèåñÜ Ê åßíáé ìéá óôáèåñÜ áíáëïãßáò ðïõ ïíïìÜæåôáé óôáèåñÜ

Êïõëüìð êáé Ý÷åé ôéìÞ Ê=9×10-9 Nm2/C2. Ç ôéìÞ ôçò åîáñôÜôáé áðü ôï õëéêü óôï ïðïßï âñßóêïíôáé ôá öïñôéóìÝíá óþìáôá êáé áðü ôï óýóôçìá ìïíÜäùí ðïõ ÷ñçóéìïðïéïýìå.

4. Ìåôáîý äýï öïñôßùí Q1 êáé Q2 áóêåßôáé ç ßäéá Þ äéáöïñåôéêÞ äýíáìç áðü ôï Q1 óôï Q2 êáé áíôßóôñïöá; ÄéêáéïëïãÞóôå.

ÁðÜíôçóçÇ çëåêôñéêÞ äýíáìç ðïõ áóêåßôáé ìåôáîý ôùí äýï öïñôßùí åßíáé ç

ßäéá êáôÜ ìÝôñï. Ç öïñÜ üìùò ôçò äýíáìçò F1 ðïõ áóêåß ôï Q1 óôï Q2 åßíáé áíôßèåôç áðü ôç öïñÜ ôçò äýíáìçò F2 ðïõ áóêåß ôï Q2 óôï Q1. Óôï ðáñáêÜôù ó÷Þìá öáßíïíôáé êáé ïé äýï ðéèáíÝò ðåñéðôþóåéò ôçò çëåêôñéêÞò äýíáìçò. Óôçí ðñþôç ðåñßðôùóç ôá öïñôßá Ý÷ïõí áíôßèåôï ðñüóçìï ãé’ áõôü Ýëêïíôáé, åíþ óôç äåýôåñç Ý÷ïõí áíôßèåôï ðñüóçìï, ïðüôå áðùèïýíôáé.

Áõôü ïöåßëåôáé óôïí ôñßôï íüìï ôïõ Íåýôùíá üðïõ ç ìßá áðü ôéò äýï äõíÜìåéò ìðïñåß íá èåùñçèåß ç äñÜóç (F1) êáé ç Üëëç ç áíôßäñáóç (F2).

5. Ðþò åîçãåßôáé ìå ôï íüìï ôïõ Êïõëüìð ç Ýëîç ìåôáîý öïñôéóìÝ-íïõ êáé ïõäÝôåñïõ óþìáôïò;

Κεφάλαιο 1

24

ÁðÜíôçóç¼ôáí Ýíá öïñôéóìÝíï óþìá ðëçóéÜæåé Ýíá ïõäÝôåñï, ôüôå ôï çëåêôñß-

æåé ìå åðáãùãÞ ìå áðïôÝëåóìá ç ðëåõñÜ ðïõ âñßóêåôáé ôï öïñôéóìÝíï óþìá íá öïñôßæåôáé ìå öïñôßï áíôßèåôï áðü áõôü ôïõ öïñôéóìÝíïõ óþìáôïò, åíþ ç Üëëç ðëåõñÜ ìå öïñôßï üìïéï ìå áõôü ôïõ öïñôéóìÝíïõ óþìáôïò. Ç áðüóôáóç üìùò ôïõ öïñôéóìÝíïõ óþìáôïò áðü ôçí áíôßèå-ôá öïñôéóìÝíç ðëåõñÜ åßíáé ìéêñüôåñç áðü ôçí áðüóôáóç ðïõ áðÝ÷åé áðü ôçí ßäéá öïñôéóìÝíç ðëåõñÜ. ¸ôóé ç åëêôéêÞ äýíáìç áíÜìåóá óôç ñÜâäï êáé ôç óöáßñá ðïõ öáßíïíôáé óôï ó÷Þìá èá åßíáé ìåãáëýôåñç áðü ôçí áðùóôéêÞ.

1.6 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

1. Ôé ïíïìÜæåôáé çëåêôñéêü ðåäßï; Ðüôå äçìéïõñãåßôáé; Ðþò ðåñéãñÜ-öåôáé ç Üóêçóç çëåêôñéêÞò äýíáìçò ìå ôç âïÞèåéá ôïõ ðåäßïõ;

ÁðÜíôçóçÇëåêôñéêü ðåäßï ïíïìÜæåôáé ìéá ðåñéï÷Þ ôïõ ÷þñïõ üôáí áóêïýíôáé

çëåêôñéêÝò äõíÜìåéò óå êÜèå öïñôéóìÝíï óþìá ðïõ öÝñíïõìå ìÝóá óå áõôÞ. Äçìéïõñãåßôáé üôáí óå ìéá ðåñéï÷Þ öÝñíïõìå Ýíá öïñôéóìÝíï óþìá.

Ç Üóêçóç ôçò çëåêôñéêÞò äýíáìçò ðåñéãñÜöåôáé ùò äéáäéêáóßá äýï âçìÜôùí: 1) Áñ÷éêÜ ãýñù áðü êÜèå öïñôéóìÝíï óþìá äçìéïõñãåßôáé Ýíá çëåêôñéêü ðåäßï. 2) ¸ðåéôá ôá öïñôéóìÝíá óþìáôá áëëçëåðéäñïýí ìÝóù ôùí çëåêôñéêþí ðåäßùí ðïõ äçìéïõñãïýí.

2. Ðïéï âáóéêü ìÝãåèïò ÷ñçóéìïðïéïýìå ãéá ôçí ðåñéãñáöÞ ôïõ çëåêôñéêïý ðåäßïõ; Ôé ãíùñßæåôå ãéá áõôü;

ÁðÜíôçóçÔï ìÝãåèïò ðïõ ÷ñçóéìïðïéåßôáé ãéá ôçí ðåñéãñáöÞ ôïõ ðåäßïõ åßíáé

ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ðåäßïõ. Ç Ýíôáóç óõìâïëßæåôáé ìå ôï ãñÜììá Å êáé äåß÷íåé ðüóï éó÷õñü Þ áóèåíÝò åßíáé Ýíá çëåêôñéêü ðåäßï. Ç Ýíôá-

25

Κεφάλαιο 1óç Å ôïõ ðåäßïõ óõíäÝåôáé ìå ôç äýíáìç Fçë ðïõ áóêåßôáé óå èåôéêü çëåêôñéêü öïñôßï Q üôáí áõôü âñåèåß ìÝóá óôï çëåêôñéêü ðåäßï ìå ôç ìáèçìáôéêÞ ó÷Ýóç Fçë = Å x Q.

3. ÐåñéãñÜøôå ôéò çëåêôñéêÝò äõíáìéêÝò ãñáììÝò. Ãéá ðïéï ëüãï åßíáé ÷ñÞóéìåò ãéá ôçí ðåñéãñáöÞ åíüò ðåäßïõ;

ÁðÜíôçóçÏé çëåêôñéêÝò äõíáìéêÝò ãñáììÝò ÷ñçóéìïðïéÞèçêáí áðü ôïí Öá-

ñáíôÝé ãéá íá ðåñéãñáöåß ôï çëåêôñéêü ðåäßï ìå ðéï åýêïëï ôñüðï. ÁõôÝò äåß÷íïõí ôç äéåýèõíóç êáé ôï ìÝôñï ôçò çëåêôñéêÞò äýíáìçò ðïõ áóêåß ôï ðåäßï. Óå ðåñéï÷Ýò ôïõ ðåäßïõ ðïõ ôï ðåäßï åßíáé éó÷õñü ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò åßíáé ðéï ðõêíÝò, åíþ óå ðåñéï÷Ýò ðïõ ôï ðåäßï åßíáé áóèåíÝóôåñï ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò åßíáé ðéï áñáéÝò. ¸ôóé äåß÷íïõí êáé óå ðïéï óçìåßï ôïõ ðåäßïõ ç Ýíôáóç ðáßñíåé áíôßóôïé÷á ìåãÜëåò Þ ìéêñÝò ôéìÝò.

Ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò Ý÷ïõí öïñÜ áðü ôá èåôéêÜ ðñïò ôá áñíçôéêÜ öïñôßá. ¸ôóé, üðùò öáßíåôáé óôá ðáñáêÜôù ó÷Þìáôá, óôçí á) ðåñßðôùóç ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò áðïìáêñýíïíôáé áðü ôï èåôéêü öïñôßï, åíþ óôç â) ðåñßðôùóç ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò ðëçóéÜæïõí ôï áñíçôéêü öïñôßï.

4. Ðüôå Ýíá çëåêôñéêü ðåäßï åßíáé ïìïãåíÝò; Ðþò äçìéïõñãåßôáé;

ÁðÜíôçóç¸íá çëåêôñéêü ðåäßï ïíïìÜæåôáé ïìïãåíÝò üôáí ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò

åßíáé ðáñÜëëçëåò êáé éóáðÝ÷ïõí ìåôáîý ôïõò. ÄçëáäÞ üôáí ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ðåäßïõ åßíáé óôáèåñÞ óå ïëüêëçñï ôï çëåêôñéêü ðåäßï. Ôï ïìïãåíÝò çëåêôñéêü ðåäßï áóêåß ôçí ßäéá äýíáìç óå Ýíá çëåêôñéêü öïñôßï óå ïðïéïäÞðïôå óçìåßï ôïõ êáé áí ôï ôïðïèåôÞóïõìå.

Äçìéïõñãåßôáé óôï ÷þñï ìåôáîý äýï áíôßèåôá öïñôéóìÝíùí ðáñÜëëç-ëùí ìåôáëëéêþí ðëáêþí, üðùò åßíáé Ýíáò åðßðåäïò ðõêíùôÞò.

5. Ðþò ïíïìÜæåôáé ç åíÝñãåéá ôïõ çëåêôñéêïý ðåäßïõ; Ðïéá åßíáé ç ðñïÝëåõóÞ ôçò; Ðïý áðïèçêåýåôáé;

Κεφάλαιο 1

26

ÁðÜíôçóçÇ åíÝñãåéá ôïõ çëåêôñéêïý ðåäßïõ ïíïìÜæåôáé çëåêôñéêÞ äõíáìéêÞ

åíÝñãåéá. Ïöåßëåôáé óôç äýíáìç ðïõ áóêåßôáé óå Ýíá çëåêôñéêü öïñôßï áðü ôï ðåäßï üôáí âñåèåß ìÝóá óå áõôü. Ç ðñïÝëåõóç ôçò çëåêôñéêÞò äõíáìéêÞò åíÝñãåéáò ïöåßëåôáé óôï Ýñãï ôçò äýíáìçò ðïõ êáôáíáëþíå-ôáé ãéá íá åéóÝëèåé ôï çëåêôñéêü öïñôßï ìÝóá óôï çëåêôñéêü ðåäßï. ¸ôóé ç çëåêôñéêÞ äõíáìéêÞ åíÝñãåéá áðïèçêåýåôáé óôï öïñôéóìÝíï óþìá Þ óôï çëåêôñéêü ðåäßï ðïõ ôï ßäéï äçìéïõñãåß.


1. Ðïéá áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÞ;Ï íüìïò ôïõ Êïõëüìð éó÷ýåé:á) Ãéá äýï ìÜæåò m1 êáé m2.â) Óôçí ðåñßðôùóç ðïõ ôá öïñôßá ðïõ áëëçëåðéäñïýí åßíáé üìïéá.ã) Ãéá äýï ïðïéáäÞðïôå öïñôéóìÝíá óþìáôá.ä) Ãéá äýï ìéêñÜ öïñôéóìÝíá óùìáôßäéá.

2. ¼ôáí ç áðüóôáóç ìåôáîý äýï çëåêôñéóìÝíùí óöáéñþí äéðëáóéÜæåôáé, ôüôå ç çëåêôñéêÞ äýíáìç áíÜìåóá óôéò óöáßñåò: á) ÕðïäéðëáóéÜæåôáé.â) ÄéðëáóéÜæåôáé.ã) ÕðïôåôñáðëáóéÜæåôáé.ä) ÔåôñáðëáóéÜæåôáé.

3. Äýï öïñôéóìÝíá óþìáôá Á êáé Â âñßóêïíôáé óå ïñéóìÝíç áðüóôáóç ìåôáîý ôïõò êáé ôï óþìá Á Ý÷åé ðåíôáðëÜóéï öïñôßï áðü ôï óþìá Â. Ðïéá áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÞ;á) Ôï óþìá Á äÝ÷åôáé ìåãáëýôåñç äýíáìç áðü ôï óþìá Â. â) Ôï óþìá Â äÝ÷åôáé ìåãáëýôåñç äýíáìç áðü ôï óþìá Á.ã) Ôá äýï óþìáôá äÝ÷ïíôáé ßóåò äõíÜìåéò.

4. Äýï öïñôßá Á êáé Â åßíáé óå óôáèåñÞ áðüóôáóç ìåôáîý ôïõò. Áí ôï öïñôßï ôïõ Á äéðëáóéáóôåß, ôüôå:á) Ç çëåêôñéêÞ äýíáìç áíÜìåóá óôá öïñôßá èá ôåôñáðëáóéáóôåß. â) Ç çëåêôñéêÞ äýíáìç áíÜìåóá óôá öïñôßá èá ðáñáìåßíåé ç ßäéá.ã) Ç çëåêôñéêÞ äýíáìç áíÜìåóá óôá öïñôßá èá äéðëáóéáóôåß.ä) Ç çëåêôñéêÞ äýíáìç áíÜìåóá óôá öïñôßá èá õðïäéðëáóéáóôåß.

5. Äýï öïñôßá Á êáé Â âñßóêïíôáé óå óôáèåñÞ áðüóôáóç ìåôáîý ôïõò. Áí äéðëáóéÜóïõìå ôï öïñôßï ôçò Á êáé ôáõôü÷ñïíá ìåéþóïõìå óôï ìéóü ôç ìåôáîý ôïõò áðüóôáóç, ôüôå ç çëåêôñéêÞ äýíáìç ðïõ

27

Κεφάλαιο 1áóêåßôáé ìåôáîý ôïõò:á) ÄéðëáóéÜæåôáé.â) ÔåôñáðëáóéÜæåôáé.ã) ÏêôáðëáóéÜæåôáé.ä) ÕðïäéðëáóéÜæåôáé.

6. Íá óõìðëçñþóåôå ôá êåíÜ óôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò.Ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò ÷ñçóéìïðïéïýíôáé ãéá íá áðåéêïíßóïõí ôï …………. ………….. Óôéò ðåñéï÷Ýò ðïõ ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò åßíáé áñáéÝò ôï ðåäßï åßíáé ……………….., åíþ óôéò ðåñéï÷Ýò ðïõ åßíáé ðõêíÝò ôï ðåäßï åßíáé ………………. ¼óï ìåãáëþíåé ç áðüóôáóç áðü Ýíá ………………. ………………… ôï çëå-êôñéêü ôïõ ðåäßï ãßíåôáé áóèåíÝóôåñï.

7. Ðïéá áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé ç óùóôÞ;Çëåêôñéêü ðåäßï ïíïìÜæåôáé ï ÷þñïò:á) Ðïõ ðåñéÝ÷åé ôá çëåêôñéêÜ öïñôßá.â) Ãýñù áðü èåôéêÜ ìüíï öïñôßá.ã) Ãýñù áðü áñíçôéêÜ ìüíï öïñôßá. ä) ÌÝóá óôïí ïðïßï üëá ôá åßäç öïñôßùí äÝ÷ïíôáé äõíÜìåéò.

8. Ðïéá áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé ç óùóôÞ; Óôéò ðåñéï÷Ýò ðïõ ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò áðÝ÷ïõí ìåãÜëåò áðïóôÜóåéò ìåôáîý ôïõò: á) Ôï çëåêôñéêü ðåäßï åßíáé áóèåíÝò.â) Ôï çëåêôñéêü ðåäßï åßíáé éó÷õñü.ã) Ôï çëåêôñéêü ðåäßï åßíáé ðïëý áóèåíÝò.ä) Ôï çëåêôñéêü ðåäßï åßíáé ðïëý éó÷õñü.

9. Íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò.Ðþò ó÷åäéÜæïíôáé ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò ìÝóá óå Ýíá çëåêôñéêü ðå-äßï;á) Íá îåêéíïýí áðü ôá áñíçôéêÜ öïñôßá êáé íá êáôáëÞãïõí óôá èå-ôéêÜ.â) Íá îåêéíïýí áðü ôá èåôéêÜ öïñôßá êáé íá êáôáëÞãïõí óôá áñíç-ôéêÜ.ã) Íá îåêéíïýí êáé áðü ôá èåôéêÜ êáé áðü ôá áñíçôéêÜ êáé íá óõíá-íôþíôáé óôç ìÝóç.ä) Íá îåêéíïýí áðü ôá èåôéêÜ êáé íá êáôáëÞãïõí ðÜëé óå áõôÜ.

10. Íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò.Ðïéá åßíáé ç ðñïÝëåõóç ôçò çëåêôñéêÞò äõíáìéêÞò åíÝñãåéáò ôïõ çëå-êôñéêïý ðåäßïõ;

Κεφάλαιο 1

28

á) Åßíáé áðïèçêåõìÝíç ðÜíôá óôá öïñôéóìÝíá óþìáôá áêüìç êáé ðñéí áðü ôç öüñôéóÞ ôïõò.â) ÕðÜñ÷åé óå üëá ôá óþìáôá áíåîÜñôçôá áí åßíáé öïñôéóìÝíá Þ ü÷é.ã) Ïöåßëåôáé óôï Ýñãï ôçò äýíáìçò ðïõ áóêåßôáé ãéá íá âñåèåß Ýíá öïñôßï óôï çëåêôñéêü ðåäßï.ä) ÕðÜñ÷åé ìüíï óôá èåôéêÜ öïñôéóìÝíá óþìáôá.

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΛΥΣΗ

1. Äýï öïñôéóìÝíåò óöáßñåò ìå öïñôßï Q1=2x10-6 C êáé Q23x10-6 C

âñßóêïíôáé óå áðüóôáóç r=2 m ìåôáîý ôïõò. Íá õðïëïãßóåôå ôçí ôéìÞ ôçò çëåêôñéêÞò äýíáìçò ðïõ áóêåßôáé áíÜìåóÜ ôïõò. Äßíåôáé üôé

Ê=

2. Äýï çëåêôñéóìÝíåò óöáßñåò Ýëêïíôáé ìåôáîý ôïõò. Áí äéðëáóéÜóïõìå ôï öïñôßï ôçò êáèåìéÜò óöáßñáò êáé õðïäéðëáóéÜóïõìå ôç ìåôáîý ôïõò áðüóôáóç, ôüôå ðüóï èá Ý÷åé ìåôáâëçèåß ç çëåêôñéêÞ äýíáìç ðïõ áóêåßôáé ìåôáîý ôùí óöáéñþí;

3. Äýï óþìáôá ìå üìïéï öïñôßï âñßóêïíôáé óå áðüóôáóç r=5 m ìå-ôáîý ôïõò. Áí ç çëåêôñéêÞ äýíáìç ðïõ áóêåßôáé ìåôáîý ôïõò åßíáé Fçë=4x10-2 Í, íá âñåèåß ôï öïñôßï ôùí äýï óùìÜôùí. Äßíåôáé üôé Ê=

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΤΟΥ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ

×ñçóéìïðïßçóå êáé åöÜñìïóå ôéò Ýííïéåò ðïõ Ýìáèåò

1. Íá ó÷çìáôßóåéò ðñïôÜóåéò ÷ñçóéìïðïéþíôáò ôéò Ýííïéåò: çëå-êôñéóìÝíï óþìá, çëåêôñéêÞ äýíáìç, çëå êôñéêü åêêñåìÝò, çëå-êôñéêü öïñôßï.

ÁðÜíôçóç á) ¼ôáí ðåñÜóïõìå ìåñéêÝò öïñÝò ôç ÷ôÝíá óôá ìáëëéÜ ìáò áõôÞ ìðï-ñåß íá Ýëêåé ìéêñÜ ÷áñôÜêéá, áðïôåëåß äçëáäÞ çëåêôñéóìÝíï óþìá. â) Ìåôáîý çëåêôñéóìÝíùí óùìÜôùí áóêåßôáé çëåêôñéêÞ äýíáìç. ã) Ôï çëåêôñéêü åêêñåìÝò åßíáé ìéá áðëÞ óõóêåõÞ ìå ôçí ïðïßá äéá-ðéóôþíïõìå áí Ýíá óþìá åßíáé çëåêôñéóìÝíï.ä) ¸íá óþìá ëÝìå üôé åêöïñôßæåôáé, üôáí ôï çëåêôñéêü öïñôßï ôïõ áõîÜíåôáé.

29

Κεφάλαιο 12. Íá ðåñéãñÜøåéò äýï öáéíüìåíá ðïõ ðñïêáëïýíôáé áðü çëåêôñé-óìÝíá óþìáôá.

ÁðÜíôçóç i) ¸íá ðáñÜäåéãìá çëåêôñéóìÝíïõ óþìáôïò åßíáé ôï ôñßîéìï ðïõ íéþ-èïõìå üôáí ôï ÷åéìþíá âãÜæïõìå ôï ìÜëëéíï ðïõëüâåñ ìáò êáé áõôü ôñßâåôáé ìå ôï óõíèåôéêü ðïõêÜìéóï, ïðüôå êáé çëåêôñßæåôáé.ii) ¸íá äåýôåñï ðáñÜäåéãìá åßíáé üôé üôáí ç ÷ôÝíá ÷ôåíßæåé ôá îçñÜ ìáò ìáëëéÜ, ôüôå êáé áõôÞ êáé ôá ìáëëéÜ çëåêôñßæïíôáé.

3. Íá óõìðëçñþóåéò ôéò ëÝîåéò ðïõ ëåßðïõí áðü ôï ðáñáêÜôù êåßìåíï Ýôóé þóôå ïé ðñïôÜóåéò ðïõ ðñï êýðôïõí íá åßíáé åðé-óôçìïíéêÜ ïñèÝò:á. Ìåôáîý äýï öïñôéóìÝíùí óùìÜôùí áóêåßôáé åßôå ........ äýíáìç åßôå ........... äýíáìç. Äýï öïñôéóìÝíá óþìáôá áëëçëåðéäñïýí ÷ùñßò íá âñß-óêïíôáé áðáñáßôçôá óå ........... ìåôáîý ôïõò. Ç çëåêôñéêÞ äýíá ìç äñá áðü ..........â. Óôç öýóç åìöáíßæïíôáé äýï åßäç öïñôéóìÝíùí óùìÜôùí, ôá ...................... êáé ôá .......... öïñôéóìÝíá.Äýï .................. öïñôéóìÝíá óþìáôá áðùèïýíôáé, åíþ äýï ........... öïñôé-óìÝíá óþìáôá Ýëêïíôáé.

ÁðÜíôçóç á. Ìåôáîý äýï öïñôéóìÝíùí óùìÜôùí áóêåßôáé åßôå åëêôéêÞ äýíáìç

åßôå áðùóôéêÞ äýíáìç. Äýï öïñôéóìÝíá óþìáôá áëëçëåðéäñïýí ÷ùñßò íá âñßóêïíôáé áðáñáßôçôá óå åðáöÞ ìåôáîý ôïõò. Ç çëåêôñéêÞ äýíá ìç äñá áðü áðüóôáóç.

â. Óôç öýóç åìöáíßæïíôáé äýï åßäç öïñôéóìÝíùí óùìÜôùí, ôá èåôéêÜ êáé ôá áñíçôéêÜ öïñôéóìÝíá.

Äýï üìïéá öïñôéóìÝíá óþìáôá áðùèïýíôáé, åíþ äýï áíôßèåôá öïñ-ôéóìÝíá óþìáôá Ýëêïíôáé.

4. Óôéò ðáñáêÜôù åñùôÞóåéò íá êõêëþóåéò ôï ãñÜììá ðïõ áíôé-óôïé÷åß óôç óùóôÞ áðÜíôçóç:Á. Ôá Üôïìá åßíáé çëåêôñéêÜ ïõäÝôåñá ãéáôß áðïôåëïýíôáé áðü ßóïõò áñéèìïýò ðñùôïíßùí êáé çëåêôñï íßùí ðïõ:á. äåí Ý÷ïõí çëåêôñéêü öïñôßï, â. Ý÷ïõí ôï ßäéï çëåêôñéêü öïñôßï, ã. Ý÷ïõí áíôßèåôá çëåêôñéêÜ öïñôßá, ä. åßíáé ëéãüôåñá áðü ôá íåôñüíéá.Â. Ç öüñôéóç ìå ôñéâÞ åðéôõã÷Üíåôáé ìå ìåôáöïñÜ:á. ìüíï ðñùôïíßùí, â. ìüíï çëåêôñïíßùí, ã. êáé ðñùôïíßùí êáé çëå-êôñïíßùí, ä. ìüíï íåôñïíßùí.Ã. Ôñßâïõìå éó÷õñÜ ìéá ñÜâäï áðü åâïíßôç ìå Ýíá ìåôáîùôü Þ ìÜëëéíï

Κεφάλαιο 1

30

ýöáóìá. Ôï öïñôßï ðïõ èá áðïêôÞóåé ç ñÜâäïò åßíáé:á. ìåñéêÜ Êïõëüìð (Ï), â. ìåñéêÜ ÷éëéïóôÜ ôïõ Êïõëüìð (Ï), ã. ìåñéêÜ åêáôïììõñéïóôÜ ôïõ Êïõëüìð (Ï), ä. ìåñéêÜ äéóåêáôïììõñéïóôÜ ôïõ Êïõëüìð (Ï).

ÁðÜíôçóç Á â Â â Ã ä

5. Íá ðåñéãñÜøåéò äýï çëåêôñéêÜ öáéíüìåíá êáé íá ôá óõíäÝóåéò ìå ôïõò ôñüðïõò çëÝêôñéóçò.

ÁðÜíôçóç á) ¼ôáí ôñßâïõìå ìéá ãõÜëéíç ñÜâäï ìå ìåôáîùôü ýöáóìá, ôüôå ç

ñÜâäïò öïñôßæåôáé èåôéêÜ åíþ ôï ýöáóìá öïñôßæåôáé áñíçôéêÜ. Áõôüò ï ôñüðïò çëÝêôñéóçò ãßíåôáé ìå ôñéâÞ.

â) Áí ðëçóéÜóïõìå ìéá öïñôéóìÝíç ÷ôÝíá óå êïììáôÜêéá ÷áñôéïý, èá ðáñáôçñÞóïõìå üôé ôá Ýëêåé. Áõôüò ï ôñüðïò çëÝêôñéóçò åßíáé ìå åðáãùãÞ.

6. Ðïéá üñãáíá ïíïìÜæïíôáé çëåêôñïóêüðéá; Íá ðåñéãñÜøåéò ôá êýñéá ìÝñç áðü ôá ïðïßá áðïôåëåßôáé Ýíá çëåêôñïóêüðéï ìå êéíçôÜ öýëëá.

ÁðÜíôçóç Çëåêôñïóêüðéá åßíáé ôá üñãáíá ðïõ

÷ñçóéìïðïéïýíôáé ãéá ôçí áíß÷íåõóç ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ êáé ôç ìåëÝôç ôçò çëÝ-êôñéóçò óôï åñãáóôÞñéï. ¸íá çëåêôñïóêü-ðéï áðïôåëåßôáé áðü:

á) Ýíá ìåôáëëéêü óôÝëå÷ïò â) äýï êéíçôÜ åëáöñÜ ìåôáëëéêÜ åëÜ-

óìáôá.

7. Íá óõìðëçñþóåéò ôéò ëÝîåéò ðïõ ëåßðïõí áðü ôï ðáñáêÜôù êåßìåíï Ýôóé þóôå ïé ðñïôÜóåéò ðïõ ðñï êýðôïõí íá åßíáé åðé-óôçìïíéêÜ ïñèÝò:á. ¼ôáí ôñßâïõìå äýï ............ ïõäÝôåñá óþìáôá ìåôáêéíïýíôáé ................

31

Κεφάλαιο 1............. áðü ôï Ýíá óôï Üëëï êáé ôá óþìáôá öïñôßæïíôáé .............................. ¼ôáí áããßîïõìå ìå Ýíá ............................. óþìá Ýíá çëåêôñéêÜ ïõäÝôåñï óþìá, ôüôå áõôü öïñôßæåôáé ìå ............................. åßäïò öïñôßïõ.â. ¼ôáí Ýíá õëéêü öïñôßæåôáé ìå åðáöÞ óå üëç ôïõ ôçí Ýêôáóç ôï ïíï-ìÜæïõìå .............................., åíþ üôáí öïñôßæåôáé ìüíï ôïðéêÜ ôï ïíïìÜæïõìå .............................. Ôï ðëáóôéêü êáé ôï ãõáëß åßíáé ................................, åíþ ôá ìÝôáë-ëá åßíáé ............................... Ïé ............................... åðéôñÝðïõí ôçí êßíçóç ôùí öïñôé-óìÝíùí óùìáôéäßùí óôï åóùôåñéêü ôïõò, åíþ ïé ............................... ü÷é.

ÁðÜíôçóç á. ¼ôáí ôñßâïõìå äýï çëåêôñéêÜ ïõäÝôåñá óþìáôá ìåôáêéíïýíôáé

åîùôåñéêÜ çëåêôñüíéá áðü ôï Ýíá óôï Üëëï êáé ôá óþìáôá öïñôßæï-íôáé áíôßèåôá. ¼ôáí áããßîïõìå ìå Ýíá öïñôéóìÝíï óþìá Ýíá çëåêôñéêÜ ïõäÝôåñï óþìá, ôüôå áõôü öïñôßæåôáé ìå üìïéï åßäïò öïñôßïõ.

â. ¼ôáí Ýíá õëéêü öïñôßæåôáé ìå åðáöÞ óå üëç ôïõ ôçí Ýêôáóç ôï ïíïìÜæïõìå áãùãü, åíþ üôáí öïñôßæåôáé ìüíï ôïðéêÜ ôï ïíïìÜæïõìå ìïíùôÞ. Ôï ðëáóôéêü êáé ôï ãõáëß åßíáé ìïíùôÝò, åíþ ôá ìÝôáëëá åßíáé áãùãïß. Ïé áãùãïß åðéôñÝðïõí ôçí êßíçóç ôùí öïñôéóìÝíùí óùìáôéäßùí óôï åóùôåñéêü ôïõò, åíþ ïé ìïíùôÝò ü÷é.

8. Óôéò ðáñáêÜôù åñùôÞóåéò íá êõêëþóåéò ôï ãñÜììá ðïõ áíôé-óôïé÷åß óôç óùóôÞ áðÜíôçóç: Á. Ôñßâïõìå ìéá ãõÜëéíç ñÜâäï ìå ìåôáîùôü ýöáóìá. Ç ñÜâäïò öïñ-ôßæåôáé èåôéêÜ äéüôé:á. ÐÞñå öïñôéóìÝíá óùìáôßäéá áðü ôçí áôìüóöáéñá.â. ÌåôáöÝñèçêáí ðñùôüíéá áðü ôï ýöáóìá óôç ñÜâäï.ã. ÌåôáöÝñèçêáí çëåêôñüíéá áðü ôç ñÜâäï óôï ýöáóìá.ä. Ôá çëåêôñüíéá ôçò ñÜâäïõ ìåôáôñÜðçêáí ëüãù ôçò ôñéâÞò óå ðñùôüíéá.Â. Äýï ìïíùìÝíåò ìåôáëëéêÝò óöáßñåò Ý÷ïõí öïñôßá 2 ìQ êáé 3 ìQ áíôßóôïé÷á. Ôéò öÝñíïõìå óå åðá öÞ êáé ôéò áðïìáêñýíïõìå, ðñïóÝ-÷ïíôáò íá ðáñáìÝíïõí çëåêôñéêÜ áðïìïíùìÝíåò áðü ôï ðåñéâÜë ëïí ôïõò. Ìå âÜóç ôçí áñ÷Þ äéáôÞñçóçò ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ ìåôÜ ôçí åðáöÞ ôïõò ïé óöáßñåò Ý÷ïõí öïñôßá áíôßóôïé÷á:á. 2 ìQ êáé 2 ìQ. â. 1 ìQ êáé 4 ìQ. ã. 5 ìQ êáé 1 ìQ. ä. 3 ìQ êáé 3 ìQ.

ÁðÜíôçóç Á ãÂ â

Κεφάλαιο 1

32

9. Ôé åííïïýìå ìå ôç öñÜóç: «Ôï óõíïëéêü öïñôßï äéáôçñåßôáé óôá-èåñü»; Íá ÷ñçóéìïðïéÞóåéò ó÷åôéêÜ ðáñá äåßãìáôá.

ÁðÜíôçóç ÊáôÜ ôçí çëÝêôñéóç ìå åðáöÞ, ôñéâÞ Þ åðáãùãÞ ôï óõíïëéêü öïñôßï

ôùí óùìÜôùí ðáñáìÝíåé ôï ßäéï ðñéí êáé ìåôÜ ôç äéáäéêáóßá ôçò çëÝ-êôñéóçò. ÄçëáäÞ ôï öïñôßï äå äçìéïõñãåßôáé ïýôå êáôáóôñÝöåôáé áëëÜ ìåôáöÝñåôáé áðü Ýíá óþìá óå Ýíá Üëëï.

á) Óôçí çëÝêôñéóç ìå ôñéâÞ ôï Ýíá óþìá áðïêôÜ èåôéêü öïñôßï åíþ ôï Üëëï áñíçôéêü, üìùò ôï óõíïëéêü öïñôßï åßíáé ìçäÝí ðñéí êáé ìåôÜ ôç öüñôéóç ôùí óùìÜôùí.

â) Óôçí çëÝêôñéóç ìå åðáöÞ ôï ôåëéêü Üèñïéóìá ôùí öïñôßùí èá åßíáé ßóï ìå ôïí áñ÷éêü áñéèìü ôùí öïñôßùí ôïõ çëåêôñéóìÝíïõ óþìáôïò.

ã) Óôçí çëÝêôñéóç ìå åðáãùãÞ ï áñéèìüò ôùí öïñôßùí äå ìåôáâÜë-ëåôáé óôá óþìáôá, åöüóïí äåí Ý÷ïõìå ìåôáêßíçóç çëåêôñïíßùí áðü ôï Ýíá óþìá óå Ýíá Üëëï.

10. Ôé åííïïýìå ìå ôç öñÜóç: «Ôï çëåêôñéêü öïñôßï åìöáíßæåôáé óå êâÜíôá»; Íá ÷ñçóéìïðïéÞóåéò ó÷åôéêÜ ðáñáäåßãìáôá.

ÁðÜíôçóç Åííïïýìå üôé ôï çëåêôñéêü öïñôßï èá åìöáíßæåôáé óôá óþìáôá óå ðï-

óüôçôåò ðïõ åßíáé áêÝñáéá ðïëëáðëÜóéá ìéáò óôïé÷åéþäïõò ðïóüôçôáò, ôçò 1,6x10-19 C, ðïõ åßíáé ôï öïñôßï ôïõ åíüò çëåêôñïíßïõ.

Óôç öýóç ôï öïñôßï ðïõ óõíáíôÜìå ìðïñåß íá åßíáé 2x1,6×10-19 C, 5x1,6x10-19 C, ü÷é üìùò 1,5x1,6x10-19 C.

11. Íá óõìðëçñþóåéò ôéò ëÝîåéò ðïõ ëåßðïõí áðü ôï ðáñáêÜôù êåßìåíï, Ýôóé þóôå ïé ðñïôÜóåéò ðïõ ðñï êýðôïõí íá åßíáé åðé-óôçìïíéêÜ ïñèÝò:á. Óýìöùíá ìå ôï íüìï ôïõ Êïõëüìð ôï ìÝôñï ôçò ..................... äýíáìçò ðïõ ðñïêýðôåé áðü ôçí áëëç ëåðßäñáóç äýï óçìåéáêþí öïñôßùí åßíáé ..................... ôïõ ãéíïìÝíïõ ôùí öïñôßùí êáé áíôéóôñüöùò áíÜëïãï ôïõ ..................... ôçò ìåôáîý ôïõò áðüóôáóçò. Ôá äéáíýóìáôá ðïõ ðáñéóôÜ-íïõí ôéò äõíÜ ìåéò âñßóêïíôáé óôçí ..................... ðïõ ôá óõíäÝåé.â. ¼ôáí ó’ Ýíá ÷þñï áóêïýíôáé ....................., ëÝìå üôé óôï ÷þñï õðÜñ÷åé Ýíá ..................... äõíÜìåùí. Ãýñù áðü Ýíá óþìá ðïõ Ý÷åé çëåêôñéêü öïñ-ôßï õðÜñ÷åé ..................... ðåäßï.ã. ¼ôáí ó’ Ýíá ðåäßï ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò åßíáé åõèåßåò ðáñÜëëçëåò êáé éóáðÝ÷ïõóåò, ôï ðåäßï Ý÷åé ..................... Ýíôáóç êáé ëÝìå üôé åßíáé ..................... Óôï åóùôåñéêü ôùí áãùãþí äåí õðÜñ÷åé ..................... ðåäßï. ËÝìå

33

Κεφάλαιο 1üôé ïé áãùãïß ..................... ôïí åóùôåñéêü ôïõò ÷þñï áðü ôá çëåêôñéêÜ ðåäßá ðïõ õðÜñ÷ïõí óôïí åîùôåñéêü.

ÁðÜíôçóç á. Óýìöùíá ìå ôï íüìï ôïõ Êïõëüìð ôï ìÝôñï ôçò çëåêôñéêÞò äý-

íáìçò ðïõ ðñïêýðôåé áðü ôçí áëëç ëåðßäñáóç äýï óçìåéáêþí öïñôßùí åßíáé áíÜëïãï ôïõ ãéíïìÝíïõ ôùí öïñôßùí êáé áíôéóôñüöùò áíÜëïãï ôïõ ôåôñáãþíïõ ôçò ìåôáîý ôïõò áðüóôáóçò. Ôá äéáíýóìáôá ðïõ ðá-ñéóôÜíïõí ôéò äõíÜ ìåéò âñßóêïíôáé óôçí åõèåßá ðïõ ôá óõíäÝåé.

â. ¼ôáí ó’ Ýíá ÷þñï áóêïýíôáé äõíÜìåéò, ëÝìå üôé óôï ÷þñï õðÜñ÷åé Ýíá ðåäßï äõíÜìåùí. Ãýñù áðü Ýíá óþìá ðïõ Ý÷åé çëåêôñéêü öïñôßï õðÜñ÷åé çëåêôñéêü ðåäßï.

ã. ¼ôáí ó’ Ýíá ðåäßï ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò åßíáé åõèåßåò ðáñÜëëçëåò êáé éóáðÝ÷ïõóåò, ôï ðåäßï Ý÷åé óôáèåñÞ Ýíôáóç êáé ëÝìå üôé åßíáé ïìï-ãåíÝò. Óôï åóùôåñéêü ôùí áãùãþí äåí õðÜñ÷åé çëåêôñéêü ðåäßï. ËÝìå üôé ïé áãùãïß èùñáêßæïõí ôïí åóùôåñéêü ôïõò ÷þñï áðü ôá çëåêôñéêÜ ðåäßá ðïõ õðÜñ÷ïõí óôïí åîùôåñéêü.

12. Äýï èåôéêÜ öïñôéóìÝíåò óöáßñåò ôïðïèåôïýíôáé óå ìéá ïñé-óìÝíç áðüóôáóç ìåôáîý ôïõò. Íá ÷áñáêôç ñßóåéò ìå Ó ôéò ðñï-ôÜóåéò ôùí ïðïßùí ôï ðåñéå÷üìåíï åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ïñèü êáé ìå Ë áõôÝò ðïõ ôï ðåñéå÷üìåíü ôïõò åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ëáíèáóìÝíï.á. Ïé çëåêôñéêÝò äõíÜìåéò ðïõ áóêïýíôáé ìåôáîý ôùí óöáéñþí åßíáé áðùóôéêÝò.â. Ôï ìÝôñï ôçò äýíáìçò ðïõ áóêåß ç ðñþôç óöáßñá óôç äåýôåñç åßíáé ßóï ìå ôï ìÝôñï ôçò äýíá ìçò ðïõ áóêåß ç äåýôåñç óôçí ðñþôç.ã. ¼ôáí áõîÞóïõìå ôçí áðüóôáóç ìåôáîý ôùí óöáéñþí, ïé äõíÜìåéò áõîÜíïíôáé.ä. ¼ôáí ìåéþóïõìå ôçí áðüóôáóç ôùí óöáéñþí óôï ìéóü, ïé äõíÜìåéò ôåôñáðëáóéÜæïíôáé.å. ¼ôáí äéðëáóéÜóïõìå ôéò áðïóôÜóåéò ôùí óöáéñþí, ïé äõíÜìåéò ðáñáìÝíïõí óôáèåñÝò.óô. ¼ôáí äéðëáóéÜóïõìå ôï öïñôßï ôçò ìßáò óöáßñáò, ïé äõíÜìåéò äéðëáóéÜæïíôáé.æ. ¼ôáí äéðëáóéÜóïõìå ôï öïñôßï êáé ôùí äýï óöáéñþí, ïé äõíÜìåéò ôåôñáðëáóéÜæïíôáé.

ÁðÜíôçóçá Ó, â Ó, ã Ë, ä Ó, å Ë, óô Ó, æ Ó

13. Ðëçóßáóå ìéá öïñôéóìÝíç ñÜâäï óå ìéêñÜ óöáéñßäéá áðü öåëé-

Κεφάλαιο 1

34

æüë ðïõ åßíáé áöüñôéóôá. Ôá óöáéñßäéá Ýëêïíôáé áðü ôç ñÜâäï. ÐñïóðÜèçóå íá åñìçíåýóåéò ôï öáéíüìåíï áõôü óõíäõÜæïíôáò: á) ôéò éäéüôç ôåò ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ, â) ôï ìç÷áíéóìü çëÝ-êôñéóçò ìå åðáãùãÞ êáé ã) ôï íüìï ôïõ Êïõëüìð.

ÁðÜíôçóçÇ öïñôéóìÝíç ñÜâäïò çëåêôñßæåé ôï êÜèå óöáéñßäéï ìå åðáãùãÞ. Ôï

ìÝñïò êÜèå óöáéñéäßïõ ðïõ âñßóêåôáé áðÝíáíôé áðü ôç ñÜâäï öïñôßæåôáé áíôßèåôá áðü áõôÞ, åíþ ôï ìÝñïò ðïõ åßíáé ðéï ìáêñéÜ áðü ôç ñÜâäï Ý÷åé ôï ßäéï öïñôßï ìå áõôÞ. ¸ôóé ç ñÜâäïò èá Ýëêåé ôï ìÝñïò ðïõ åßíáé ðéï êïíôÜ óå áõôÞ, åíþ èá áðùèåß ôï ìÝñïò ðïõ âñßóêåôáé ðéï ìáêñéÜ áðü ôç ñÜâäï. Ãíùñßæïõìå üôé ïé äõíÜìåéò Êïõëüìð åßíáé ðéï ìåãÜëåò óå ìéêñÝò áðïóôÜóåéò, ïðüôå ïé åëêôéêÝò äõíÜìåéò ìåôáîý ñÜâäïõ êáé óöáéñéäßùí åßíáé ðéï éó÷õñÝò áðü ôéò áðùóôéêÝò ìåôáîý ñÜâäïõ êáé óöáéñéäßùí.

14. Ìå ðïéïõò ôñüðïõò ìðïñïýìå íá ðåñéãñÜøïõìå ôï öáéíüìåíï ôçò áëëçëåðßäñáóçò äýï öïñôéóìÝíùí óùìÜôùí;

ÁðÜíôçóçÔï öáéíüìåíï ôçò áëëçëåðßäñáóçò äýï öïñôéóìÝíùí óùìÜôùí ìðïñåß

íá ðåñéãñáöåß ìå äýï ôñüðïõò:á) ¸íá çëåêôñéóìÝíï óþìá áóêåß äýíáìç áðü áðüóôáóç óå Ýíá Üëëï

÷ùñßò íá åðçñåÜæåé ï ÷þñïò ãýñù áðü áõôü.â) Ôï çëåêôñéóìÝíï óþìá äçìéïõñãåß ãýñù ôïõ Ýíá ðåäßï äõíÜìåùí

(çëåêôñéêü ðåäßï) êáé ç çëåêôñéêÞ äýíáìç áóêåßôáé ìÝóù ôïõ ðåäßïõ áõôïý.

15. Ðïéåò ðëçñïöïñßåò ìðïñåßò íá ðÜñåéò ãéá Ýíá çëåêôñéêü ðåäßï áí ãíùñßæåéò ôç ìïñöÞ ôùí äõíáìéêþí ôïõ ãñáììþí; Ìå ðïéï ôñüðï ìðïñåßò íá áíôëÞóåéò áõôÝò ôéò ðëçñïöïñßåò;

ÁðÜíôçóçÇ äéåýèõíóç ôùí äõíáìéêþí ãñáììþí ìÜò äåß÷íåé êáé ôç äéåýèõíóç

ôçò çëåêôñéêÞò äýíáìçò. Åðßóçò ç ðõêíüôçôá ôùí äõíáìéêþí ãñáììþí ìÜò äßíåé ðëçñïöïñßåò ãéá ôï ðüóï éó÷õñü Þ áóèåíÝò åßíáé ôï çëåêôñéêü ðåäßï. ÐõêíÝò äõíáìéêÝò ãñáììÝò óçìáßíåé éó÷õñü çëåêôñéêü ðåäßï.

ÅöÜñìïóå ôéò ãíþóåéò óïõ êáé ãñÜøå ôåêìçñéùìÝíåò áðáíôÞóåéò óôéò åñùôÞóåéò ðïõ áêïëïõèïýí:

1. Ðþò ìðïñåßò íá êáôáóêåõÜóåéò Ýíá çëåêôñéêü åêêñåìÝò; Óå ôé èá óïõ ÷ñçóéìåýóåé;

35

Κεφάλαιο 1ÁðÜíôçóçÃéá íá êáôáóêåõÜóïõìå Ýíá çëåêôñéêü åêêñåìÝò êñåìÜìå Ýíá ìðáëÜêé

áðü ÷áñôß (ðïõ åßíáé ìç çëåêôñéóìÝíï) óå ìéá êëùóôÞ. ¸ôóé èá ìðïñïý-ìå íá äéáðéóôþóïõìå áí Ýíá óþìá ðïõ ðëçóéÜæïõìå óôï ìðáëÜêé áðü ÷áñôß åßíáé öïñôéóìÝíï Þ ü÷é. Áí ôï óþìá Ýëêåé ôï ìðáëÜêé áðü ÷áñôß, ôüôå åßíáé çëåêôñéóìÝíï.

2. Ðþò ìðïñåßò íá äéáðéóôþóåéò áí ç çëåêôñéêÞ äýíáìç åßíáé ßäéá Þ äéáöïñåôéêÞ áðü ôç ìáãíçôéêÞ; Ðïéï åßíáé ôï áðïôÝëåóìá ôçò Ýñåõíáò;

ÁðÜíôçóçÌðïñïýìå íá îå÷ùñßóïõìå ôçí çëåêôñéêÞ áðü ôç ìáãíçôéêÞ äýíáìç

÷ñçóéìïðïéþíôáò ôï çëåêôñéêü åêêñåìÝò. Ï ìáãíÞôçò äåí Ýëêåé ôï çëå-êôñéêü åêêñåìÝò ðáñÜ ìüíï áíôéêåßìåíá ðïõ ðåñéÝ÷ïõí óéäçñïìáãíçôéêÜ õëéêÜ. ¢ñá ç çëåêôñéêÞ äýíáìç åßíáé äéáöïñåôéêÞ áðü ôç ìáãíçôéêÞ.

3. Ðüóá åßäç çëåêôñéêþí öïñôßùí õðÜñ÷ïõí óôç öýóç; Ìå ðïéá åðé÷åéñÞìáôá èá ìðïñïýóåò íá ðåßóåéò êÜðïéïí ãéá ôçí ïñèü-ôçôá ôçò áðÜíôçóÞò óïõ;

ÁðÜíôçóçÓôç öýóç õðÜñ÷ïõí äýï åßäç çëåêôñéêïý öïñôßïõ. Áí ôñßøïõìå ìéá

ãõÜëéíç ñÜâäï ìå ìåôáîùôü ýöáóìá êáé ìéá Üëëç ìå ìÜëëéíï ýöáóìá, ðáñáôçñïýìå üôé ïé äýï ðáñáðÜíù ñÜâäïé Ýëêïíôáé ìåôáîý ôïõò üôáí ôéò ðëçóéÜæïõìå. Áí üìùò ðëçóéÜóïõìå äýï ãõÜëéíåò ñÜâäïõò ðïõ çëå-êôñßóôçêáí ìå ôïí ßäéï ôñüðï, ðáñáôçñïýìå üôé áðùèïýíôáé.

4. Óå ìéá åöçìåñßäá äéáâÜæåéò üôé Ýíáò åðéóôÞìïíáò áíáêÜëõøå êÜðïéï õëéêü ôï ïðïßï Ýðåéôá áðü ôñéâÞ Ýëêåé êáé ôéò äýï äéá-öïñåôéêÝò ñÜâäïõò ôéò åéêüíáò 1.5. Ðþò èá ó÷ïëßáæåò áõôÞ ôçí áíáêïßíùóç;

Κεφάλαιο 1

36

ÁðÜíôçóçÇ áíáêïßíùóç áõôÞ äåí åßíáé áëçèÞò ãéáôß ïé äýï ñÜâäïé ôçò åéêüíáò

(öáßíåôáé ðáñáðÜíù) åßíáé áíôßèåôá öïñôéóìÝíåò êáé óôç öýóç õðÜñ÷ïõí ìüíï äýï åßäç öïñôßïõ. ¢ñá áðïêëåßåôáé íá õðÜñ÷åé õëéêü ðïõ íá Ýëêåé êáé ôéò äýï ñÜâäïõò.

5. Ðïý âáóßæåôáé ç ìÝôñçóç ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ ðïõ Ý÷åé Ýíá öïñôéóìÝíï óþìá;

ÁðÜíôçóçÇ ìÝôñçóç ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ ìðïñåß íá ãßíåé ðáñáôçñþíôáò

ôçí Ýëîç Þ ôçí Üðùóç ðïõ ðñïêáëåß Ýíá öïñôéóìÝíï óþìá óå ïõäÝôåñá óþìáôá. Áí ç Ýëîç Þ ç Üðùóç åßíáé éó÷õñÞ, ôüôå ôï çëåêôñéêü öïñôßï åßíáé ìåãáëýôåñï áð’ ü,ôé óå ìéá áóèåíÞ Ýëîç Þ Üðùóç.

6. Ðþò ïíïìÜæïíôáé ôá äéáöïñåôéêÜ åßäç çëåêôñéêþí öïñôßùí; Ç ïíïìáóßá åêöñÜæåé êÜðïéï ÷áñáêôçñéóôé êü ôïõ çëåêôñéêïý öïñ-ôßïõ;

ÁðÜíôçóçÔá äýï åßäç çëåêôñéêþí öïñôßùí åßíáé ôá èåôéêÜ êáé ôá áñíçôéêÜ.

Ìðïñïýìå íá ðïýìå üôé ôá èåôéêÜ öïñôßá åßíáé åêåßíá ðïõ Ý÷ïõí ôá óþìáôá ðïõ åßíáé üìïéá öïñôéóìÝíá ìå ôç ãõÜëéíç ñÜâäï ðïõ ôñßøáìå ìå ìåôáîùôü ýöáóìá, åíþ ôá áñíçôéêÜ öïñôßá åßíáé åêåßíá ðïõ Ý÷ïõí ôá óþìáôá ðïõ åßíáé üìïéá öïñôéóìÝíá ìå ôçí ðëáóôéêÞ ñÜâäï ðïõ ôñßøáìå ìå ìÜëëéíï ýöáóìá.

7. Ðïéá åßíáé ç ó÷Ýóç áíÜìåóá óôï çëåêôñéêü öïñôßï ôùí ðñù-ôïíßùí êáé ôùí çëåêôñïíßùí; Ãéáôß ôá Üôï ìá åßíáé çëåêôñéêÜ ïõäÝôåñá;

ÁðÜíôçóçÔá ðñùôüíéá êáé ôá çëåêôñüíéá åßíáé óùìáôßäéá ðïõ âñßóêïíôáé óôá

Üôïìá. Ôá ðñùôüíéá âñßóêïíôáé óôïí ðõñÞíá ôïõ áôüìïõ, åíþ ôá çëå-êôñüíéá âñßóêïíôáé ãýñù áðü ôïí ðõñÞíá. Ôá ðñùôüíéá Ý÷ïõí èåôéêü öïñôßï, åíþ ôá çëåêôñüíéá áñíçôéêü. Ç ôéìÞ ôïõ öïñôßïõ åíüò ðñùôïíßïõ åßíáé áêñéâþò ßóç ìå ôçí ôéìÞ ôïõ öïñôßïõ ôïõ çëåêôñïíßïõ. Ôá Üôïìá åßíáé çëåêôñéêÜ ïõäÝôåñá ãéáôß ðåñéÝ÷ïõí ôïí ßäéï áñéèìü ðñùôïíßùí êáé çëåêôñïíßùí, Ýôóé þóôå ôï óõíïëéêü öïñôßï ôïõ áôüìïõ íá åßíáé ìçäÝí.

8. ÄéáèÝôåéò ìéá ãõÜëéíç ñÜâäï ðïõ ôçí Ý÷åéò öïñôßóåé ìå ìåôáîùôü

37

Κεφάλαιο 1ýöáóìá. Ðþò èá âñåéò áí Ýíá Üãíù óôï öïñôéóìÝíï óþìá åßíáé èåôéêÜ Þ áñíçôéêÜ öïñôéóìÝíï;

ÁðÜíôçóçÃíùñßæïõìå üôé ç ãõÜëéíç ñÜâäïò ðïõ ôñßâåôáé ìå ìåôáîùôü ýöáóìá

åßíáé öïñôéóìÝíç èåôéêÜ. ÊñåìÜìå ôç ãõÜëéíç ñÜâäï ìå íÞìá êáé ðëçóé-Üæïõìå óå áõôÞí ôï Üãíùóôá öïñôéóìÝíï óþìá. Áí ç ñÜâäïò áðùèåßôáé, ôüôå ôï Üãíùóôï óþìá åßíáé êáé áõôü öïñôéóìÝíï èåôéêÜ, åíþ áí ç ñÜ-âäïò Ýëêåôáé áðü ôï óþìá, ôüôå áõôü åßíáé öïñôéóìÝíï áñíçôéêÜ.

9. Ðïéá åßíáé ç ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ óôï S.I.; Ðþò óõíäÝåôáé ìå ôï öïñôßï åíüò çëåêôñïíßïõ;

ÁðÜíôçóçÇ ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ óôï S.I. (ÄéåèíÝò Óýóôçìá

ÌïíÜäùí) åßíáé ôï Êïõëüìð (Coulomb) êáé óõìâïëßæåôáé ìå ôï ãñÜììá C. Ôï öïñôßï ôïõ çëåêôñïíßïõ åßíáé ßóï ìå 1,6x10-19 C (coulomb).

10. Ðþò ó÷åôßæåôáé ôï çëåêôñéêü öïñôßï åíüò óþìáôïò ìå ôïí áñéè-ìü ôùí çëåêôñïíßùí ðïõ ìåôáêéíÞèçêáí áðü Þ ðñïò áõôü;

ÁðÜíôçóçÔï çëåêôñéêü öïñôßï åíüò óþìáôïò ðïõ öïñôßóôçêå áñíçôéêÜ èá éóïý-

ôáé ìå ôï Üèñïéóìá ôùí öïñôßùí ôùí çëåêôñïíßùí ðïõ ìåôáêéíÞèçêáí ðñïò áõôü êáé èá åßíáé áñíçôéêü.

Óôçí ðåñßðôùóç ðïõ áðïìáêñýíïíôáé çëåêôñüíéá áðü ôï óþìá, ôüôå ôï çëåêôñéêü ôïõ öïñôßï èá éóïýôáé ìå ôï Üèñïéóìá ôùí öïñôßùí ôùí çëåêôñïíßùí ìå áíôßèåôï üìùò ðñüóçìï, äçëáäÞ èåôéêü.

11. Ôá óþìáôá Á, Â, Ã êáé Ä åßíáé öïñôéóìÝíá. Ôï Á Ýëêåôáé áðü ôï Â, ôï Â Ýëêåôáé áðü ôï Ã, åíþ ôá Ã êáé Ä áðùèïýíôáé ìåôáîý ôïõò. Áí ãíùñßæïõìå üôé ôï Ä åßíáé èåôéêÜ öïñôéóìÝíï, íá âñåéò ôï åßäïò çëå êôñéêïý öïñôßïõ ôùí õðïëïßðùí óùìÜôùí.

ÁðÜíôçóçÁí ôï Ä åßíáé èåôéêÜ öïñôéóìÝíï êáé áðùèåßôáé ìå ôï Ã ôüôå êáé ôï Ã

åßíáé èåôéêÜ öïñôéóìÝíï. Åöüóïí ôï Â Ýëêåôáé áðü ôï Ã èá åßíáé áñíç-ôéêÜ öïñôéóìÝíï. ÔÝëïò, ôï Á ðïõ Ýëêåôáé áðü ôï Â èá åßíáé áíôßèåôá öïñôéóìÝíï áð’ ü,ôé ôï Â, äçëáäÞ èåôéêÜ. Óõíïøßæïíôáò:

Á èåôéêü öïñôßïÂ áñíçôéêü öïñôßïÃ èåôéêü öïñôßïÄ èåôéêü öïñôßï

Κεφάλαιο 1

38

Ôñüðïé çëÝêôñéóçò êáé ç ìéêñïóêïðéêÞ åñìçíåßá ôïõò

12. Ïé Ýííïéåò çëÝêôñéóç êáé öüñôéóç åßíáé ôáõôüóçìåò Þ äéáöïñå-ôéêÝò; Íá äéêáéïëïãÞóåéò ôçí áðÜíôçóÞ óïõ.

ÁðÜíôçóç Ïé Ýííïéåò çëÝêôñéóç êáé öüñôéóç åßíáé äéáöïñåôéêÝò. ¸íá óþìá ìðï-

ñåß íá åßíáé çëåêôñéóìÝíï áëëÜ ü÷é öïñôéóìÝíï. ÄçëáäÞ óå ìéá ñÜâäï áí ôá áñíçôéêÜ öïñôßá Ý÷ïõí äéá÷ùñéóôåß áðü ôá èåôéêÜ öïñôßá, ç ñÜâäïò åßíáé çëåêôñéóìÝíç, üìùò ôï óõíïëéêü öïñôßï ôçò ñÜâäïõ ìðïñåß íá åßíáé ìçäÝí, ïðüôå äå èá åßíáé öïñôéóìÝíç.

13. ¸íá áíôéêåßìåíï öïñôßæåôáé áñíçôéêÜ. ÐñïóðÜèçóå íá åñìç-íåýóåéò áõôü ôï öáéíüìåíï èåùñþíôáò üôé ç öüñôéóç ïöåßëåôáé óå ìåôáêßíçóç çëåêôñïíßùí. Ìå áíÜëïãï ôñüðï åñìÞíåõóå ôç äéáäéêáóßá ìå ôçí ïðïßá áðïêôÜ èåôéêü öïñôßï.

ÁðÜíôçóç ¼ôáí Ýíá áíôéêåßìåíï öïñôßæåôáé áñíçôéêÜ, óçìáßíåé üôé çëåêôñüíéá

ìåôáöÝñèçêáí óôï áíôéêåßìåíï. ¸ôóé áðü áöüñôéóôï óþìá ðïõ Þôáí áñ÷éêÜ, öïñôßæåôáé áñíçôéêÜ.

Ôï áíôßèåôï óõìâáßíåé üôáí çëåêôñüíéá öåýãïõí áðü ôï áíôéêåßìåíï. Ôá èåôéêÜ öïñôßá ðïõ Ý÷åé ðëÝïí ôï óþìá åßíáé ðåñéóóüôåñá áðü ôá çëåêôñüíéá ðïõ Ýìåéíáí, ïðüôå ôï óþìá öïñôßæåôáé èåôéêÜ.

14. Ôñßâåéò ìåôáîý ôïõò äýï óþìáôá Á êáé Â, ïðüôå ôá óþìáôá öïñôßæïíôáé. Ôé èá Ýðñåðå íá ãíùñßæåéò ãéá íá ðñïâëÝøåéò ðïéï óþìá èá áðïêôÞóåé èåôéêü êáé ðïéï áñíçôéêü öïñôßï;

ÁðÜíôçóç Áí ãíùñßæïõìå ôï õëéêü ôùí äýï óùìÜôùí, ôüôå èá ìðïñïýìå íá

ðñïâëÝøïõìå ðïéï áðü ôá äýï óþìáôá áðïêôÜ èåôéêü öïñôßï êáé ðïéï áñíçôéêü. Áõôü óõìâáßíåé ãéáôß ôá Üôïìá ïñéóìÝíùí õëéêþí óõãêñáôïýí ôá åîùôåñéêÜ çëåêôñüíéá ðéï êïíôÜ óôïí ðõñÞíá óå ó÷Ýóç ìå ôá Üôïìá Üëëùí õëéêþí. ¸ôóé ôá åîùôåñéêÜ çëåêôñüíéá ðïõ âñßóêïíôáé ðéï êïíôÜ óôïí ðõñÞíá ôïõ áôüìïõ áðïìáêñýíïíôáé ðéï äýóêïëá. Ïðüôå èåôéêÜ èá öïñôéóôåß ôï áíôéêåßìåíï ðïõ ôá ÜôïìÜ ôïõ óõãêñáôïýí ëéãüôåñï ôá åîùôåñéêÜ çëåêôñüíéá, Üñá èá ìåôáêéíçèïýí ðñïò ôï Üëëï áíôéêåßìåíï, ðïõ èá ôï öïñôßóïõí áñíçôéêÜ.

15. ×ñçóéìïðïßçóå ôïí ðßíáêá 1.2 ôçò óåëßäáò 17 êáé ðñïóäéüñéóå ôï åßäïò ôïõ öïñôßïõ ðïõ áðïêôÜ ìéá ãõÜëéíç ñÜâäïò áí ôçí

39

Κεφάλαιο 1ôñßøåéò ìå ýöáóìá áðü á) áìßáíôï êáé â) ìåôÜîé; Íá åîçãÞóåéò ôï óõìðÝñá óìÜ óïõ.

ÁðÜíôçóç Óôïí ðßíáêá 1.2 âëÝðïõìå ðþò ìåôáêéíïýíôáé ôá åîùôåñéêÜ çëåêôñü-

íéá. á) ¸ôóé, üôáí ôñßâåôáé ìéá ãõÜëéíç ñÜâäïò ìå ýöáóìá áðü áìßáíôï, çëåêôñüíéá èá ìåôáöåñèïýí áðü ôï ýöáóìá áðü áìßáíôï óôç ãõÜëéíç ñÜâäï, Üñá ç ñÜâäïò öïñôßæåôáé áñíçôéêÜ, åíþ ï áìßáíôïò èåôéêÜ.

â) Óôçí ðåñßðôùóç ðïõ ç ãõÜëéíç ñÜâäïò ôñßâåôáé ìå ýöáóìá áðü ìåôÜîé, çëåêôñüíéá ìåôáêéíïýíôáé áðü ôç ãõÜëéíç ñÜâäï ðñïò ôï ýöáóìá áðü ìåôÜîé. ¸ôóé ç ñÜâäïò öïñôßæåôáé èåôéêÜ, åíþ ôï ìåôáîÝíéï ýöáóìá áñíçôéêÜ.

16. Ìå ìéá ðëáóôéêÞ óáêïýëá ôñßâåéò ìéá ìåôáëëéêÞ óöáßñá. Äéá-ðéóôþíåéò üôé ç óöáßñá öïñôßóôçêå èåôéêÜ. Ðïéï åßíáé ôï åßäïò ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ ðïõ áðÝêôçóå ç óáêïýëá ìåôÜ ôçí ôñéâÞ; Ðþò åñìçíåýåéò ôï öáéíüìåíï áõôü;

ÁðÜíôçóç Ç óáêïýëá ìåôÜ ôçí ôñéâÞ áðÝêôçóå áñíçôéêü öïñôßï. Áõôü óõìâáß-

íåé ãéáôß ôï óýíïëï ôùí öïñôßùí ôùí äýï óùìÜôùí ðñéí êáé ìåôÜ ôç öüñôéóç èá ðñÝðåé íá åßíáé ôï ßäéï. Áñ÷éêÜ ôá óþìáôá åßíáé áöüñôéóôá, ïðüôå üôáí ç óöáßñá áðïêôÜ èåôéêü öïñôßï ç óáêïýëá áðïêôÜ áêñéâþò ôçí ßäéá ôéìÞ öïñôßïõ áëëÜ áñíçôéêü. ¸ôóé, óõíïëéêÜ äå ìåôáâÜëëåôáé ôï Üèñïéóìá ôùí öïñôßùí ôùí äýï óùìÜôùí.

17. ÄéáèÝôåéò äýï ßäéåò ìåôáëëéêÝò óöáßñåò. Ç ìßá Ý÷åé èåôéêü öïñ-ôßï +10 ìC êáé ç Üëëç åßíáé ïõäÝôåñç. Ôéò öÝñíåéò óå åðáöÞ ìåôáîý ôïõò êáé óôç óõíÝ÷åéá ôéò áðïìáêñýíåéò. á) Ðïéï åßíáé

Κεφάλαιο 1

40

ôï åßäïò êáé ç ðïóüôçôá çëåêôñéêïý öïñôßïõ êÜèå óöáßñáò ìåôÜ ôçí åðáöÞ ôïõò; â) Íá äéêáéïëïãÞóåéò ôçí áðÜíôç óÞ óïõ.

ÁðÜíôçóç Ôï öïñôßï ôùí +10 ìC ìåôÜ ôçí åðáöÞ èá ìïéñáóôåß ìå ôïí ßäéï áêñé-

âþò ôñüðï óôéò äýï ìåôáëëéêÝò óöáßñåò. ÄçëáäÞ êÜèå óöáßñá èá Ý÷åé áðü +5 ìC. Áõôü óõìâáßíåé ãéáôß ãíùñßæïõìå üôé ôï öïñôßï äå ÷Üíåôáé áëëÜ äéáôçñåßôáé.

18. Ìå ìßá èåôéêÜ öïñôéóìÝíç ñÜâäï áããßæåéò ôï äßóêï åíüò çëå-êôñïóêïðßïõ. Ôé èá ðáñáôçñÞóåéò óôá öýëëá ôïõ çëåêôñïóêï-ðßïõ; Ðþò åîçãåßò áõôü ðïõ óõìâáßíåé;

ÁðÜíôçóç Óôçí ðåñßðôùóç áõôÞ Ý÷ïõìå çëÝêôñéóç ìå åðáöÞ. Ôá öýëëá ôïõ

çëåêôñïóêïðßïõ áíïßãïõí ãéáôß öïñôßæïíôáé ìå ßäéï öïñôßï, ïðüôå êáé áðùèïýíôáé ìåôáîý ôïõò.

19. ÐëçóéÜæåéò óôï óôÝëå÷ïò åíüò çëåêôñïóêïðßïõ, ÷ùñßò íá ôï áêïõìðÞóåéò, ìéá èåôéêÜ öïñôéóìÝíç ñÜâäï. Ðáñáôçñåßò üôé ôá öýëëá ôïõ çëåêôñïóêïðßïõ áíïßãïõí. ÐñïóðÜèçóå íá åñìçíåý-óåéò áõôü ôï öáéíü ìåíï. Ôé èá ðáñáôçñïýóåò óôçí ðåñßðôùóç ðïõ ç ñÜâäïò Þôáí áñíçôéêÜ öïñôéóìÝíç; ÅîÞãçóÝ ôï.

ÁðÜíôçóç ¼ôáí ç èåôéêÜ öïñôéóìÝíç ñÜâäïò ðëçóéÜæåé ôï çëåêôñïóêüðéï, ôüôå

áõôü áðïêôÜåé èåôéêü öïñôßï ìå ôç ìÝèïäï ôçò çëÝêôñéóçò ìå åðáãùãÞ. ¸ôóé ôá öýëëá ôïõ çëåêôñïóêïðßïõ ðïõ öïñôßæïíôáé áðïêôïýí êáé ôá äýï èåôéêü öïñôßï, ïðüôå áðùèïýíôáé êáé áíïßãïõí.

Áí ç ñÜâäïò Þôáí áñíçôéêÜ öïñôéóìÝíç, ôüôå ôá öýëëá ôïõ çëå-êôñïóêïðßïõ èá öïñôßæïíôáí áñíçôéêÜ üôáí ðëçóßáæå ç ñÜâäïò, ïðüôå, Ý÷ïíôáò ðÜëé áíôßèåôï öïñôßï, èá Üíïéãáí. ¢ñá ôï çëåêôñïóêüðéï äåí ìðïñåß íá ìáò äåßîåé ôï åßäïò ôïõ öïñôßïõ.

41

Κεφάλαιο 120. Óýíäåóå ôï ìåôáëëéêü äßóêï åíüò çëåêôñïóêïðßïõ ìå ôï Ýäáöïò ìÝóù åíüò óýñìáôïò êáé ðëçóßáóå óôï äßóêï ìéá áñíçôéêÜ öïñ-ôéóìÝíç óöáßñá. Ôé èá ðáñáôçñÞóåéò êáé ðþò ôï åîçãåßò; Ôé èá óõìâåß áí áðï ìáêñýíåéò ôç óöáßñá á) ìå ôï óýñìá óõíäåäåìÝíï; â) áöïý áðïóõíäÝóåéò ôï óýñìá áðü ôï çëåêôñï óêüðéï; ÅîÞãçóÝ ôï. Ìå âÜóç ôï ðáñáðÜíù ðåßñáìá ìðïñåßò íá óõìðåñÜíåéò áí Ýíáò áãùãüò åßíáé äõíáôüí íá öïñôéóôåß ìå åðáãùãÞ Þ ü÷é;

ÁðÜíôçóç á) Áí ôï óýñìá åßíáé óõíäåäåìÝíï ìå ôï çëåêôñïóêüðéï, ôüôå üôáí

áõôü öïñôéóôåß ôá öïñôßá ôïõ ìåôáöÝñïíôáé ìÝóù ôïõ óýñìáôïò óôï Ýäáöïò, ïðüôå ôá öýëëá ôïõ äåí áíïßãïõí.

â) Áí áðïóõíäåèåß ôï óýñìá, ôüôå üôáí ðëçóéÜóåé ç áñíçôéêÜ öïñ-ôéóìÝíç óöáßñá ôï çëåêôñïóêüðéï ôá öýëëá ôïõ áíïßãïõí, ðñÜãìá ôï ïðïßï óçìáßíåé üôé öïñôßóôçêå áñíçôéêÜ.

¸íáò áãùãüò ëïéðüí ìðïñåß íá öïñôéóôåß ìå åðáãùãÞ.

21. Ìéá öïñôéóìÝíç ÷ôÝíá Ýëêåé ìéêñÜ êïììÜôéá ÷áñôß Þ ìéá ëåðôÞ öëÝâá íåñïý. Íá åñìçíåýóåéò ôá äýï öáéíüìåíá åðéóçìáßíïíôáò ôéò ïìïéüôçôÝò ôïõò.

ÁðÜíôçóç Ìéá öïñôéóìÝíç ÷ôÝíá Ýëêåé êáé ôá ìéêñÜ êïììÜôéá ÷áñôéïý êáé ôç

ëåðôÞ öëÝâá íåñïý. Áõôü óõìâáßíåé ãéáôß ç öïñôéóìÝíç ÷ôÝíá çëåêôñßæåé ôá êïììÜôéá ÷áñôéïý, ïðüôå ôï öïñôßï ðïõ åßíáé áíôßèåôï áðü áõôü ðïõ Ý÷åé ç ÷ôÝíá Ýëêåôáé áðü ôï öïñôßï ôçò ÷ôÝíáò. Ôï ßäéï óõìâáßíåé êáé óôç ëåðôÞ öëÝâá íåñïý.

22. Ôñßâåéò Ýíá ìðáëüíé ìå ìÜëëéíï ýöáóìá êáé ôï ðëçóéÜæåéò óå Ýíáí ôïß÷ï. Ðáñáôçñåßò üôé ôï ìðáëüíé áñ÷éêÜ êïëëÜåé óôïí ôïß-÷ï, áëëÜ Ýðåéôá áðü ëßãï ðÝöôåé. ÅîÞãçóå ìå âÜóç ôïõò ôñüðïõò çëÝêôñéóçò üëç ôç äéáäéêáóßá.

ÁðÜíôçóç Áñ÷éêÜ ôï ìðáëüíé öïñôßæåôáé áðü ôï ìÜëëéíï ýöáóìá ïðüôå üôáí ôï

ðëçóéÜæïõìå óå Ýíáí ôïß÷ï ôïí çëåêôñßæåé êáé Ýôóé áðü ïõäÝôåñï ðïõ Þôáí áñ÷éêÜ, ôï óçìåßï åðáöÞò ìå ôï ìðáëüíé öïñôßæåôáé. ¸ôóé üìùò ôï åðéðëÝïí öïñôßï ôïõ ìðáëïíéïý ðåñíÜåé óôïí ôïß÷ï, ìå áðïôÝëåóìá ôï ìðáëüíé Ýðåéôá áðü ëßãï íá ÷Üíåé ôï öïñôßï ôïõ êáé ãéá ôï ëüãï áõôü íá áñ÷ßæåé íá ðÝöôåé.

23. ¸íáò öïéôçôÞò óôï åñãáóôÞñéï ôçò âéïëïãßáò éó÷õñßóôçêå üôé:

Κεφάλαιο 1

42

«Ôï öïñôßï åíüò öïñôéóìÝíïõ ìïñßïõ Ýðåéôá áðü ìÝôñçóç ðñï-Ýêõøå üôé åßíáé 4x10-19 C». Ìðïñåßò íá áðïäåßîåéò üôé ç ðñüôáóç áõôÞ äåí ìðï ñåß íá åßíáé áëçèÞò;

ÁðÜíôçóç Ãíùñßæïõìå üôé ôï öïñôßï åìöáíßæåôáé óôç öýóç óå áêÝñáéåò ôéìÝò

ôïõ 1,6x10-19 C. Ç ôéìÞ 4x10-19 C äåí åßíáé áêÝñáéï ðïëëáðëÜóéï ôïõ öïñ-ôßïõ ôïõ çëåêôñïíßïõ, ðïõ åßíáé 1,6x10-19 C. Ãéá ôï ëüãï áõôü ç ðñüôáóç äåí åßíáé áëçèÞò.

24. Ìå âÜóç ôï ãåãïíüò üôé ç öüñôéóç ôùí óùìÜôùí ïöåßëåôáé óå ìåôáêßíçóç çëåêôñïíßùí ðþò èá åñìç íåýóåéò á) ôç äéáôÞñçóç êáé â) ôçí êâÜíôùóç ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ;

ÁðÜíôçóç á) Ç äéáôÞñçóç ôïõ öïñôßïõ êáôÜ ôç öüñôéóç ôùí óùìÜôùí åîçãåß

ôï ãéáôß ïñéóìÝíá çëåêôñüíéá ìåôáöÝñïíôáé áðü ôï Ýíá óþìá óå Ýíá Üëëï êáé ôï öïñôßæïõí Ýôóé þóôå óõíïëéêÜ ôï öïñôßï óôá äýï óþìáôá íá ìç ìåôáâëçèåß.

â) ÊáôÜ ôç öüñôéóç ôùí óùìÜôùí ïñéóìÝíïò áñéèìüò çëåêôñïíßùí èá ìåôáêéíçèåß áðü ôï Ýíá óôï Üëëï óþìá, ïðüôå ôï öïñôßï ôïõ óþ-ìáôïò ðïõ èá öïñôéóôåß åßíáé áêÝñáéï ðïëëáðëÜóéï ôïõ öïñôßïõ ôïõ çëåêôñïíßïõ, üóï äçëáäÞ åßíáé ôï óõíïëéêü öïñôßï ôùí çëåêôñïíßùí ðïõ ìåôáêéíÞèçêáí óôï óþìá.

25. Ìå ðïéï ôñüðï ìðïñåßò íá óõìðåñÜíåéò áí ó’ Ýíá ÷þñï õðÜñ-÷åé çëåêôñéêü ðåäßï üôáí äéáèÝôåéò Ýíá çëåêôñéêü åêêñåìÝò ôïõ ïðïßïõ ôï óöáéñßäéï åßíáé çëåêôñéêÜ öïñôéóìÝíï;

ÁðÜíôçóç Áí ôïðïèåôçèåß ôï çëåêôñéêü åêêñåìÝò ìÝóá óôï çëåêôñéêü ðåäßï,

ôüôå ôï óöáéñßäéï ôïõ åêêñåìïýò ðïõ åßíáé öïñôéóìÝíï èá áðïêëßíåé áðü ôçí êáôáêüñõöç èÝóç ôïõ. Áõôü ïöåßëåôáé óôç äýíáìç ðïõ èá äå÷ôåß ôï óöáéñßäéï ôïõ åêêñåìïýò áðü ôï çëåêôñéêü ðåäßï. Áí äåí áðïêëßíåé ôï åêêñåìÝò, ôüôå äåí õðÜñ÷åé çëåêôñéêü ðåäßï.

26. Íá ó÷åäéÜóåéò ðïéïôéêÜ ôéò äõíáìéêÝò ãñáììÝò ôïõ çëåêôñéêïý ðåäßïõ ðïõ äçìéïõñãåßôáé óôï ÷þñï ìåôá îý äýï áíôßèåôá öïñ-ôéóìÝíùí ðáñÜëëçëùí ìåôáëëéêþí ðëáêþí.

ÁðÜíôçóç Áí Ý÷ïõìå äýï öïñôéóìÝíåò ðëÜêåò Á êáé Â, ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò ôïõ

43

Κεφάλαιο 1çëåêôñéêïý ðåäßïõ óôïí åóùôåñéêü ÷þñï ìåôáîý ôùí ðëáêþí èá öáßíï-íôáé óôï ðáñáêÜôù ó÷Þìá. Ôï ðåäßï åßíáé ïìïãåíÝò ãéáôß ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò éóáðÝ÷ïõí ìåôáîý ôïõò.

27. Óôï çëåêôñéêü ðåäßï ðïõ äçìéïõñãåßôáé ãýñù áðü Ýíá öïñ-ôéóìÝíï óþìá áðïèçêåýåôáé åíÝñãåéá. Ðïéá åßíáé ç ðñïÝëåõóç áõôÞò ôçò åíÝñãåéáò;

ÁðÜíôçóç Ç åíÝñãåéá ðïõ Ý÷åé ôï çëåêôñéêü ðåäßï åßíáé ç çëåêôñéêÞ äõíáìéêÞ

åíÝñãåéá êáé éóïýôáé ìå ôï Ýñãï ôçò äýíáìçò ðïõ áóêïýìå ãéá íá öïñ-ôßóïõìå ôï óþìá.

28. ÖÝñíåéò óå åðáöÞ ôï óöáéñßäéï åíüò çëåêôñéêïý åêêñåìïýò ìå ôïí Ýíáí ðüëï ìéáò ìç÷áíÞò Wimshurst (åéêüíá 1.42). Ðáñáôç-ñåßò üôé ôï óöáéñßäéï êéíåßôáé áðü ôïí Ýíáí ðüëï ôçò ìç÷áíÞò óôïí Üëëï. Ðïéåò áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÝò; Íá ôåêìçñéþóåéò ôçí åðéëïãÞ óïõ.

á. Ôï óöáéñßäéï åßíáé öïñôéóìÝíï êáé âñßóêåôáé ìÝóá óôï çëåêôñéêü ðåäßï ðïõ Ý÷åé äçìéïõñãçèåß ìåôá îý ôùí ðü-ëùí ôçò ìç÷áíÞò. â. Ç çëåêôñéêÞ äõíáìéêÞ åíÝñãåéá ôïõ óöáéñéäßïõ ìåôáôñÝðåôáé óå êéíçôéêÞ.ã. Ôï óöáéñßäéï êéíåßôáé ãéáôß ðÜíù ôïõ áóêåßôáé ôï âÜñïò ôïõ êáé ç äýíáìç áðü ôï íÞìá ôïõ åêêñå ìïýò (ôÜóç ôïõ íÞìáôïò).ä. Ç çëåêôñéêÞ äõíáìéêÞ åíÝñãåéá ôïõ óöáéñéäßïõ åßíáé ßóç ìå ôï Ýñãï ôçò äýíáìçò ðïõ áóêåßôáé óôï óöáéñßäéï ãéá íá ðëçóéÜóåé óôïí üìïéá öïñôé-óìÝíï ðüëï ôçò ìç÷áíÞò.

Κεφάλαιο 1

44

ÁðÜíôçóç á. Ç ðñüôáóç åßíáé óùóôÞ. Ïé äýï ðüëïé ôçò ìç÷áíÞò Wimshurst äçìé-

ïõñãïýí çëåêôñéêü ðåäßï åðåéäÞ åßíáé áíôßèåôá öïñôéóìÝíïé. â. Ç ðñüôáóç åßíáé óùóôÞ. Ôï óöáéñßäéï Ý÷åé çëåêôñéêÞ äõíáìéêÞ

åíÝñãåéá åðåéäÞ åßíáé öïñôéóìÝíï, üôáí üìùò âñßóêåôáé óôï ðåäßï, ôüôå ç åíÝñãåéá áõôÞ ìåôáôñÝðåôáé óå êéíçôéêÞ åíÝñãåéá ëüãù ôçò êßíçóÞò ôïõ áðü ôïí Ýíáí ðüëï óôïí Üëëï.

ã. Ç ðñüôáóç áõôÞ åßíáé ëÜèïò. Ôï óöáéñßäéï êéíåßôáé ëüãù ôçò äýíá-ìçò ðïõ äÝ÷åôáé áðü ôï çëåêôñéêü ðåäßï.

ä. Ç ðñüôáóç áõôÞ åßíáé óùóôÞ. Ìå ôïí ôñüðï áõôü ðåôõ÷áßíåôáé ç áðïèÞêåõóç ôçò çëåêôñéêÞò äõíáìéêÞò åíÝñãåéáò óôç öïñôéóìÝíç óöáßñá.

ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΤΟΥ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ

Ï Íüìïò ôïõ Êïõëüìð êáé ôï çëåêôñéêü ðåäßï

1. Äýï ìåôáëëéêÝò óöáßñåò Á êáé Â åßíáé öïñôéóìÝíåò ìå öïñôßá -1 ìC êáé +4 ìC áíôßóôïé÷á. Ôá êÝíôñá ôïõò âñßóêïíôáé óå áðü-óôáóç 2 m. Íá õðïëïãßóåéò êáé íá ó÷åäéÜóåéò (óå êïéíü ó÷Þìá) ôç äýíáìç ðïõ áóêåß ç ìßá óöáßñá óôçí Üëëç. Ìðïñåßò íá óõí-äÝóåéò áõôü ðïõ ó÷åäßáóåò ìå ôïí ôñßôï íüìï ôïõ Íåý ôùíá ðïõ äéäÜ÷ôçêåò óôçí ðñïçãïýìåíç ôÜîç;

Ëýóç Áñ÷éêÜ ìåôáôñÝðïõìå üëåò ôéò ìïíÜäåò óôï S.I. QA= -1ìC = -10-6C, QB = +4ìC = +4x10-6C, rAB = 2 m, K = 9x10-9 Nm2/C2.

Ç äýíáìç ðïõ áóêåß ç óöáßñá Á óôç Â êáé áíôßóôñïöá åßíáé ßäéåò,

ïðüôå FA = FB = K× üðïõ K ç óôáèåñÜ Êïõëüìð, QA, QB ôá öïñôßá

ôùí óöáéñþí Á êáé Â áíôßóôïé÷á êáé rAB ç áðüóôáóç ôùí äýï óöáéñþí.

¸ôóé

45

Κεφάλαιο 1Ôï üôé FA = FB åîçãåßôáé áðü ôïí 3ï íüìï ôïõ Íåýôùíá. Áí èåùñÞóïõìå üôé ç FA åßíáé ç äñÜóç, ôüôå ç FB åßíáé ç áíôßäñáóç, Ýôóé þóôå ïé äýï äõíÜìåéò íá åßíáé ßóåò êáé ôá äýï öïñôßá èá Ýëêïíôáé ìåôáîý ôïõò.

2. Ôá êÝíôñá äýï ìéêñþí öïñôéóìÝíùí óöáéñþí áðÝ÷ïõí 24 cm. Ïé óöáßñåò Ýëêïíôáé ìå äýíáìç ôçò ïðïß áò ôï ìÝôñï åßíáé 0,036 Í. Óå ðüóç áðüóôáóç ðñÝðåé íá ôïðïèåôçèïýí ïé óöáßñåò þóôå ç äýíáìç ìå ôçí ïðïßá Ýëêïíôáé íá ãßíåé 0,004 Í;

Ëýóç ×ñçóéìïðïéïýìå ôï íüìï ôïõ Êïõëüìð ãéá ôéò äýï äõíÜìåéò F1=0,036

Í êáé F2=0,004 Í, üðïõ ç áñ÷éêÞ áðüóôáóç åßíáé r1=24 cm=0,24 m.

¸ôóé

F1 = K×

(1) êáé F2 = K× (2).

Äéáéñþíôáò ôéò (1) êáé (2) êáôÜ ìÝëç Ý÷ïõìå:

Üñá r2=0,08 m.

3. ÌéêñÞ ÷Üëêéíç óöáßñá Ý÷åé öïñôßï +3,2 ìC. Ç ÷Üëêéíç óöáßñá áðùèåß ìéá åðßóçò öïñôéóìÝíç óéäåñÝíéá óöáßñá ìå äýíáìç ìÝ-ôñïõ 6,4 Í. Ðüóá çëåêôñüíéá ðñÝðåé íá ìåôáöåñèïýí áðü ôç ÷Üëêéíç óöáßñá þóôå ç äýíáìç íá ãßíåé 3,2 Í;

Ëýóç

Q1 = + 3,2 ìC = + 3,2x10-6 C. F = 6,4 N F’ = 3,2 N Q1´=;

Ãíùñßæïõìå üôé ï íüìïò ôïõ Êïõëüìð åßíáé F = K×

(1) êáé ìåôÜ ôç ìåôáöïñÜ ôùí çëåêôñïíßùí ãßíåôáé: F ’= K× (2). Äéáéñþíôáò ôéò (1) êáé (2) êáôÜ ìÝëç Ý÷ïõìå:

Κεφάλαιο 1

46

ðïõ åßíáé ôï óõíïëéêü öïñôßï ðïõ ìÝíåé. ¼ìùò ï áñéèìüò çëåêôñïíßùí

èá åßíáé:

Üñá

çëåêôñüíéá ìåôáöÝñïíôáé.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 1ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

ÈÅÌÁ 1ï

Íá óõìðëçñþóåôå ôá êåíÜ óôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò.Á) Ç áëëçëåðßäñáóç äýï çëåêôñéóìÝíùí óùìÜôùí åêäçëþíåôáé åßôå ìå ……………......... åßôå ìå …………….... Â) Óôá …………………… óþìáôá ï áñéèìüò ôùí áñíçôéêÜ êáé èåôéêÜ öïñôé-óìÝíùí óùìÜôùí åßíáé ï ßäéïò, åíþ óôá áñíçôéêÜ öïñôéóìÝíá óþìáôá ï áñéèìüò ôùí ……………....... çëåêôñéóìÝíùí óùìÜôùí åßíáé ìåãáëýôåñïò áðü ôïí áñéèìü ôùí …………………... çëåêôñéóìÝíùí óùìÜôùí.Ã) Ôá ìüñéá áðïôåëïýíôáé áðü ………………….... êáé ………………….... óùìáôßäéá.

ÈÅÌÁ 2ï

Íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò.1. ¼ôáí ëÝìå üôé ôï çëåêôñéêü öïñôßï åßíáé êâáíôéóìÝíï åííïïýìå

üôé:á) Ôï çëåêôñéêü öïñôßï ìðïñåß íá ðÜñåé üëåò ôéò ðñáãìáôéêÝò ôé-ìÝò.â) Óôç öýóç ôï çëåêôñéêü öïñôßï ìðïñåß íá ðÜñåé ôéìÝò ìÝ÷ñé ìéá ìÝãéóôç.ã) Ç ôéìÞ ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ åßíáé áêÝñáéï ðïëëáðëÜóéï ôçò ôéìÞò ôïõ öïñôßïõ ôïõ çëåêôñïíßïõ (1,6x10-19 C). ä) Ôï öïñôßï õðÜñ÷åé óôç öýóç óå óõíå÷åßò ðïóüôçôåò.

2. Ãéá íá çëåêôñßóïõìå Ýíá óþìá áñíçôéêÜ ðñÝðåé:á) Íá ôïõ ðñïóöåñèïýí áñíçôéêÜ óùìáôßäéá.â) Íá ôïõ ðñïóöåñèïýí èåôéêÜ óùìáôßäéá.ã) Íá ôïõ áöáéñåèïýí áñíçôéêÜ óùìáôßäéá. ä) Íá ôïõ áöáéñåèïýí èåôéêÜ óùìáôßäéá.

47

Κεφάλαιο 1ÈÅÌÁ 3ï

Á) ¸óôù ôÝóóåñá óþìáôá Á, Â, Ã, Ä åßíáé öïñôéóìÝíá. Ãíùñßæïõìå üôé ôï Á Ýëêåé ôï Â, ôï Ã áðùèåß ôï Â êáé ôï Á Ýëêåé ôï Ä. Áí ôï Ã åßíáé çëåêôñéóìÝíï èåôéêÜ, íá âñåßôå ôï åßäïò çëÝêôñéóçò ôçò Ä.

Â) Äýï çëåêôñéóìÝíåò óöáßñåò áðùèïýíôáé ìåôáîý ôïõò. Áí ôåôñáðëáóéÜóïõìå ôï öïñôßï ôçò êÜèå óöáßñáò êáé õðïäéðëáóé-Üóïõìå ôç ìåôáîý ôïõò áðüóôáóç, íá âñåèåß ï ëüãïò ôçò áñ÷éêÞò çëåêôñéêÞò äýíáìçò ðïõ áóêåßôáé ìåôáîý ôùí óöáéñþí ðñïò ôçí çëå-êôñéêÞ äýíáìç ìåôÜ ôç ìåôáâïëÞ.

ÈÅÌÁ 4ï

Äýï óþìáôá ìå öïñôßï Q1= +5x10-6 C êáé Q2 âñßóêïíôáé óå áðüóôáóç

r= 2x10-2 m. Ìåôáîý ôïõò áóêåßôáé çëåêôñéêÞ äýíáìç F=0,5 N.

Íá âñåèåß ôï åßäïò êáé ç ðïóüôçôá ôïõ öïñôßïõ Q2. Äßíåôáé K=9x10-9 Nm2/C2.

ÊÁËÇ ÅÐÉÔÕ×ÉÁ!

Ηλεκτρικό ρεύμα

Κεφ

άλαιο

2

Κεφάλαιο 2

51

2.1 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ

ÅñùôÞóåéò - áðáíôÞóåéò

1. Ìå ðïéåò èåìåëéþäåéò Ýííïéåò óõíäÝåôáé ôï çëåêôñéêü ñåýìá;

ÁðÜíôçóç Ôï çëåêôñéêü ñåýìá óõíäÝåôáé ìå äýï èåìåëéþäåéò Ýííïéåò ôïõ çëå-

êôñéóìïý. Ìå ôï çëåêôñéêü ðåäßï êáé ôï çëåêôñéêü öïñôßï. Áõôü ãßíåôáé ìåëåôþíôáò ôçí êßíçóç ôùí çëåêôñéêþí öïñôßùí ìÝóá óå çëåêôñéêÜ ðåäßá. Ôá áðïôåëÝóìáôá áðü ôçí êßíçóç áõôÞ áðïôåëïýí ôçí áñ÷Þ ðÜíù óôçí ïðïßá âáóßæïíôáé ôá óõìðåñÜóìáôá óôá ïðïßá êáôáëÞãïõìå ãéá ôï çëåêôñéêü ñåýìá.

2. Ôé ïíïìÜæïõìå çëåêôñéêü ñåýìá;

ÁðÜíôçóç Óå áãùãïýò ìðïñåß íá äçìéïõñãçèåß êßíçóç ðñïò óõãêåêñéìÝíç êá-

ôåýèõíóç ôùí öïñôéóìÝíùí óùìáôéäßùí. Áõôü äåí ìðïñåß íá óõìâåß óôïõò ìïíùôÝò, óôïõò ïðïßïõò ôá çëåêôñéêÜ öïñôßá êéíïýíôáé ìå ðïëý ìåãáëýôåñç äõóêïëßá.

ÃåíéêÜ ç ðñïóáíáôïëéóìÝíç êßíçóç ôùí çëåêôñïíßùí Þ ãåíéêÜ ôùí çëåêôñéêþí öïñôßùí ïíïìÜæåôáé çëåêôñéêü ñåýìá.

Ç êßíçóç ôùí çëåêôñïíßùí óå ïñéóìÝíç êáôåýèõíóç óôo åîÞò èá áíáöÝñåôáé êáé ùò ðñïóáíáôïëéóìÝíç êßíçóç.

2. ÇËÅÊÔÑÉÊO ÑÅÕÌÁ

Κεφάλαιο 2

52

3. Ìðïñåß ôï çëåêôñéêü ñåýìá íá äéáññÝåôáé óå üëá ôá õëéêÜ; Äé-êáéïëüãçóå ôçí áðÜíôçóÞ óïõ.

ÁðÜíôçóç Ôï çëåêôñéêü ñåýìá äåí ìðïñåß íá äéáññÝåôáé óå üëá ôá õëéêÜ. Áõôü

óõìâáßíåé ãéáôß õðÜñ÷ïõí õëéêÜ ðïõ åðéôñÝðïõí óôá åëåýèåñá çëå-êôñüíéá íá êéíïýíôáé åëåýèåñá óôï åóùôåñéêü ôïõò (áãùãïß), åíþ õðÜñ-÷ïõí êáé Üëëá ðïõ åìðïäßæïõí ôç äéÝëåõóç ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí (ìïíùôÝò). Ïé ìïíùôÝò äéáèÝôïõí ðïëý ìéêñüôåñï áñéèìü åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí óå ó÷Ýóç ìå ôïõò áãùãïýò, ãé’ áõôü êáé ôá çëåêôñüíéá óå áõôïýò êéíïýíôáé ìå ìåãáëýôåñç äõóêïëßá.

ÕðÜñ÷ïõí õëéêÜ ðïõ óõìðåñéöÝñïíôáé Üëëïôå óáí áãùãïß êáé Üëëïôå óáí ìïíùôÝò êáé ïíïìÜæïíôáé çìéáãùãïß.

4. Ðþò ìå ôç âïÞèåéá ìéáò ìðáôáñßáò äéáðéóôþíïõìå ôçí ýðáñîç çëåêôñéêïý ðåäßïõ;

ÁðÜíôçóç Ãíùñßæïõìå üôé ìéá ìðáôáñßá áðïôåëåß çëåêôñéêÞ ðçãÞ. Ç çëåêôñéêÞ

áõôÞ ðçãÞ áðïôåëåßôáé áðü äýï ðüëïõò (áíôßèåôá öïñôéóìÝíåò ðåñéï-÷Ýò). Áí óõíäÝóïõìå ôïõò ðüëïõò ôçò ðçãÞò ìå äýï ìåôáëëéêÝò ðëÜêåò ðáñÜëëçëåò ìåôáîý ôïõò êáé ôïðïèåôÞóïõìå Ýíá çëåêôñéêü åêêñåìÝò áíÜìåóá óôéò äýï ðëÜêåò, èá ðáñáôçñÞóïõìå üôé ôï çëåêôñéêü åê-êñåìÝò áðïêëßíåé áðü ôçí êáôáêüñõöç äéåýèõíóÞ ôïõ. Áõôü óõìâáßíåé ãéáôß áíÜìåóá óôéò äýï ìåôáëëéêÝò ðëÜêåò õðÜñ÷åé çëåêôñéêü ðåäßï ôï ïðïßï áóêåß äýíáìç óôï åêêñåìÝò, Üñá êáé áíÜìåóá óôïõò ðüëïõò ôçò ðçãÞò.

Çëåêôñéêü åêêñåìÝò åßíáé ìéá äéÜôáîç ðïõ ìðïñåß íá åêôåëåß ôá-ëÜíôùóç ëüãù ôçò åðßäñáóçò åíüò çëåêôñéêïý ðåäßïõ.

5. ÐåñéãñÜøôå ôçí êßíçóç ôùí çëåêôñïíßùí ìÝóá óå Ýíá ìåôáëëéêü áãùãü üôáí óõíäÝóïõìå ôïí áãùãü ìå ìðáôáñßá. Ðïý ïöåßëåôáé;

ÁðÜíôçóç Óå Ýíáí áãùãü õðÜñ÷ïõí åëåýèåñá çëåêôñüíéá üðùò êáé èåôéêÜ éüíôá

ôïõ ìåôáëëéêïý áãùãïý. ¼ôáí óõíäÝóïõìå ôïí áãùãü ìå ìéá ìðáôáñßá (ðçãÞ), ôüôå ôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá äåí êéíïýíôáé óå ôõ÷áßåò êáôåõ-èýíóåéò áëëÜ ðñïóáíáôïëßæïíôáé óå ìéá óõãêåêñéìÝíç. Áõôü óõìâáßíåé ãéáôß ôï çëåêôñéêü ðåäßï ðïõ äçìéïõñãåßôáé áðü ôïõò ðüëïõò ôçò ìðá-ôáñßáò üðùò åßäáìå ðáñáðÜíù, áóêåß çëåêôñéêÞ äýíáìç óôá åëåýèåñá

Κεφάλαιο 2

53

çëåêôñüíéá. ¸ôóé áõôÜ êéíïýíôáé áðü ôïí áñíçôéêü ðñïò ôï èåôéêü ðüëï, ìå áðïôÝëåóìá íá äçìéïõñãïýí çëåêôñéêü ñåýìá.

Ôá èåôéêÜ éüíôá ôïõ ìåôáëëéêïý áãùãïý óõãêñáôïýíôáé êáé äåí êéíïýíôáé åëåýèåñá üðùò ôá çëåêôñüíéá. ¢ñá ç äýíáìç ôïõ çëå-êôñéêïý ðåäßïõ äåí ôá åðçñåÜæåé.

6. Ðþò ïñßæåôáé ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò;

ÁðÜíôçóç Ç Ýíôáóç É ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé Ýíáí áãùãü ïñß-

æåôáé ùò ôï ðçëßêï ôïõ öïñôßïõ q ðïõ äéÝñ÷åôáé áðü ìéá äéáôïìÞ ôïõ áãùãïý óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá t ðñïò ôï ÷ñïíéêü äéÜóôçìá áõôü. ÄçëáäÞ:

7. Ôé äåß÷íåé ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò; Ôé ìÝãåèïò åßíáé; Ðïéá åßíáé ç ìïíÜäá ìÝôñçóÞò ôçò óôï ÄéåèíÝò Óýóôçìá ÌïíÜ-äùí (S.I.);

ÁðÜíôçóç Ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò åîçãåß üôé üóï ðåñéóóüôåñá çëå-

êôñüíéá äéÝñ÷ïíôáé áðü ìéá êÜèåôç äéáôïìÞ óå ïñéóìÝíï ÷ñüíï ôüóï ðåñéóóüôåñï öïñôßï èá ðåñíÜ áðü áõôÞ, Üñá èá õðÜñ÷åé êáé éó÷õñüôåñï çëåêôñéêü ñåýìá.

ÄçëáäÞ: ðåñéóóüôåñá çëåêôñüíéá ðåñéóóüôåñï öïñôßï éó÷õñüôåñï çëå-

êôñéêü ñåýìá. Ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò åßíáé èåìåëéþäåò ìÝãåèïò (äçëá-

äÞ äåí ðñïÝñ÷åôáé áðü êÜðïéï Üëëï ìÝãåèïò). Ç ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò åßíáé ôï Ampere (1 A) (ÁìðÝñ).

Ç ó÷Ýóç ðïõ óõíäÝåé ôï ÁìðÝñ ìå ôï Êïõëüìð åßíáé:

8. Ðïéá üñãáíá ÷ñçóéìïðïéïýìå ãéá ôç ìÝôñçóç ôçò Ýíôáóçò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò; Ðþò óõíäÝïíôáé ôá üñãáíá áõôÜ;

ÁðÜíôçóç Ôá üñãáíá ðïõ ÷ñçóéìïðïéïýìå

ãéá íá ìåôñÞóïõìå ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ïíïìÜæïíôáé áìðåñüìåôñá. ÊÜèå áìðåñüìåôñï Ý÷åé äýï áêñïäÝêôåò ìå ôïõò ïðïß-

Κεφάλαιο 2

54

ïõò óõíäÝåôáé ìå ôçí ðçãÞ êáé ôïõò áãùãïýò. Ôá áìðåñüìåôñá óå Ýíá êýêëùìá ðñÝðåé íá óõíäåèïýí óå óåéñÜ ìå ôá õðüëïéðá óôïé÷åßá ôïõ êõêëþìáôïò, Ýôóé þóôå ôï çëåêôñéêü ñåýìá íá ðåñÜóåé áðü ôï åóùôå-ñéêü ôïõò ãéá íá ìðïñÝóåé íá ìåôñçèåß. Óôï ó÷Þìá ôçò ðñïçãïýìåíçò óåëßäáò ôï áìðåñüìåôñï óõíäÝåôáé ìå ôçí áíôßóôáóç óå óåéñÜ.

Ôá óýã÷ñïíá áìðåñüìåôñá åßíáé åíóùìáôùìÝíá óå üñãáíá ðïõ ìðïñïýí åðßóçò íá ìåôñïýí ôçí çëåêôñéêÞ ôÜóç êáé áíôßóôáóç êáé ïíïìÜæïíôáé ðïëýìåôñá.

9. Ðþò óõíäÝåôáé ç öïñÜ ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ìå ôç öïñÜ êßíçóçò ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí;

ÁðÜíôçóç ¼ðùò áíáöÝñèçêå ðáñáðÜíù, ç öïñÜ êßíçóçò ôùí åëåýèåñùí çëå-

êôñïíßùí èá åßíáé áðü ôïí áñíçôéêü ðñïò ôï èåôéêü ðüëï ôçò ðçãÞò. Ãéá ëüãïõò üìùò éóôïñéêïýò, Ý÷åé åðéêñáôÞóåé üôé ç öïñÜ ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ ëáìâÜíïõìå ìåëåôþíôáò Ýíá êýêëùìá åßíáé áíôßèåôç áðü ôçí êßíçóç ôùí çëåêôñïíßùí. ÁõôÞ èá ïíïìÜæåôáé êáé óõìâáôéêÞ öïñÜ ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò.

10. Ôé åßäïõò áðïôåëÝóìáôá ðñïêáëåß ôï çëåêôñéêü ñåýìá; ÁíáöÝ-ñåôå ðáñáäåßãìáôá.

ÁðÜíôçóç Ôï çëåêôñéêü ñåýìá ìðïñåß íá ðñïêáëÝóåé:á) ÈåñìéêÜ áðïôåëÝóìáôá, ëüãù ôçò èÝñìáíóçò ôùí óùìÜôùí ðïõ äé-

áññÝïíôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá, ð.÷. èåñìïóßöùíáò, çëåêôñéêÞ êïõæßíá.â) ÇëåêôñïìáãíçôéêÜ áðïôåëÝóìáôá, ëüãù ôïõ ìáãíçôéêïý ðåäßïõ

ðïõ äçìéïõñãåß ôï çëåêôñéêü ñåýìá óôïõò áãùãïýò ðïõ äéáññÝåé, ð.÷. ç ìßæá ôïõ áõôïêéíÞôïõ, çëåêôñïìáãíçôéêïß ãåñáíïß.

ã) ×çìéêÜ áðïôåëÝóìáôá, üôáí ôï ñåýìá ðïõ äéáññÝåôáé ìÝóá áðü ÷çìéêÝò ïõóßåò ðñïêáëåß ÷çìéêÝò ìåôáâïëÝò, ð.÷. ç ðáñáóêåõÞ ÷çìéêþí óôïé÷åßùí üðùò íáôñßïõ-õäñïãüíïõ.

ä) ÖùôåéíÜ áðïôåëÝóìáôá, üôáí ôï ñåýìá ðñïêáëåß åêðïìðÞ öùôüò, üðùò óõìâáßíåé ð.÷. óôïõò ëáìðôÞñåò ðõñáêôþóåùò.

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

1. ¸íáò áãùãüò äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá Ýíôáóçò É=4 Á. Íá âñåèïýí:á) ôï öïñôßï q ðïõ ðåñíÜåé áðü ìéá äéáôïìÞ ôïõ áãùãïý óå ÷ñüíï t=4 s.

Κεφάλαιο 2

55

â) ï áñéèìüò N ôùí çëåêôñïíßùí ðïõ ðåñíÜ áðü ìéá äéáôïìÞ ôïõ áãùãïý óôïí ßäéï ÷ñüíï t. Äßíåôáé ôï öïñôßï ôïõ çëåêôñïíßïõ

Ëýóç á) Áðü ôïí ïñéóìü ôçò Ýíôáóçò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ãíùñßæïõìå üôé

üðïõ q åßíáé ôï óõíïëéêü öïñôßï ôùí çëåêôñïíßùí. ¸ôóé,

â) ôï óõíïëéêü öïñôßï èá éóïýôáé ìå ôïí áñéèìü ôùí çëåêôñïíßùí åðß ôï öïñôßï ôïõ êáèåíüò çëåêôñïíßïõ, äçëáäÞ,

çëåêôñüíéá.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

1. Ðïéåò áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò ëáíèá-óìÝíåò;á) Ç ðñáãìáôéêÞ öïñÜ ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò åßíáé ç öïñÜ êßíçóçò ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí. â) Ç çëåêôñéêÞ ðçãÞ ðáñÜãåé çëåêôñéêÜ öïñôßá.ã) Ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò äßíåôáé áðü ôç ó÷Ýóç êáé óôï S.I. ôç ìåôñÜìå óå Á (áìðÝñ).ä) Ôï áìðåñüìåôñï óõíäÝåôáé óå Ýíá êýêëùìá óå óåéñÜ ìå ôá õðü-ëïéðá óôïé÷åßá ôïõ êõêëþìáôïò.

2. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ.Ôï çëåêôñéêü ñåýìá óôïõò ìåôáëëéêïýò áãùãïýò ïöåßëåôáé óôçí êß-íçóç:á) Tùí èåôéêÜ öïñôéóìÝíùí óùìáôéäßùí ôïõ ìåôÜëëïõ.â) Tùí èåôéêÜ öïñôéóìÝíùí óùìáôéäßùí êáé ôùí åëåýèåñùí çëåêôñï-íßùí.ã) Tùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí.ä) Tùí çëåêôñïíßùí ãýñù áðü ôïõò ðõñÞíåò ôùí áôüìùí.

3. Óôï ó÷Þìá ðïõ áêïëïõèåß ôá ôñßá ëáìðÜêéá öùôïâïëïýí. Áí ôï ëá-ìðÜêé Ë3 êáåß, ôüôå:

á) Ïé ëÜìðåò Ë2 êáé Ë1 èá öùôïâïëïýí.â) Èá öùôïâïëåß ìüíï ç ëÜìðá Ë1.

Κεφάλαιο 2

56

ã) Äå èá öùôïâïëåß êáìßá ëÜìðá.ä) Èá öùôïâïëåß ìüíï ç ëÜìðá Ë2.


1. Óå Ýíá óõñìÜôéíï áãùãü äçìéïõñãÞèçêå çëåêôñéêü ñåýìá Ýíôáóçò É=4 Á ãéá ÷ñïíéêü äéÜóôçìá t=10 s. Ðüóç åßíáé ç ðïóüôçôá q ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ ðïõ ðÝñáóå áðü ôï óýñìá óå áõôü ôï ÷ñïíéêü äéÜóôçìá;

2. ¸íáò çëåêôñéêüò ëáìðôÞñáò äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá Ýíôáóçò É= 20 mA.á) Óå ðüóï ÷ñüíï ðåñíÜåé ìÝóá áðü ôï ëáìðôÞñá öïñôßï q=4 C;â) Ðüóï öïñôßï ðåñíÜ ìÝóá áðü ôï ëáìðôÞñá óå ÷ñüíï t=20 s;

3. ¸íáò ìåôáëëéêüò áãùãüò äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá óôáèåñÞò Ýíôáóçò. á) Íá õðïëïãßóåôå ôçí Ýíôáóç É ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò óå mA áí óå ÷ñüíï t=1 min ðåñíÜ áðü äéáôïìÞ ôïõ áãùãïý öïñôßï q=24 C.â) Ðüóï öïñôßï q´ ðåñíÜ áðü ìéá äéáôïìÞ ôïõ áãùãïý óå ÷ñüíï t´=30 s;

2.2 ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΚΥΚΛΩΜΑ

ÅñùôÞóåéò - áðáíôÞóåéò

1. Ôé ãíùñßæåôå ãéá Ýíá çëåêôñéêü êýêëùìá; Ðþò Ýíá êëåéóôü êý-êëùìá ìðïñåß íá ìåôáôñáðåß óå áíïéêôü;

ÁðÜíôçóç ÊÜèå äéÜôáîç ìÝóá áðü ôçí ïðïßá ìðïñåß íá

äéÝëèåé ôï çëåêôñéêü ñåýìá ïíïìÜæåôáé çëåêôñé-êü êýêëùìá. Êëåéóôü ïíïìÜæåôáé Ýíá êýêëùìá üôáí ç äéáäñïìÞ ðïõ áêïëïõèïýí ôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá åßíáé êëåéóôÞ. ÐáñÜäåéãìá áðïôåëåß áí óõíäÝóïõìå ôïõò ðüëïõò ìéáò ìðáôáñßáò ìÝóù äýï óõñìÜôéíùí áãùãþí ìå Ýíá ëáìðÜêé.

Κεφάλαιο 2

57

Ôï êýêëùìá ìåôáôñÝðåôáé óå áíïéêôü áí ôá çëåêôñüíéá äåí ìðïñïýí ðëÝïí íá áêïëïõèïýí ôçí êëåéóôÞ äéáäñïìÞ ëüãù ôçò äéáêïðÞò óå êÜ-ðïéï óçìåßï ôïõ êõêëþìáôïò. Ôüôå ôï êýêëùìá ëÝìå üôé åßíáé áíïéêôü. ¸ôóé áí óôï ðáñáðÜíù ðáñÜäåéãìá áðïóõíäÝóïõìå ôï Ýíá óýñìá áðü ôïí Ýíáí ðüëï ôçò ðçãÞò, ôï êýêëùìá ìåôáôñÝðåôáé óå áíïéêôü.

2. Áðü ðïý ðñïÝñ÷åôáé ç åíÝñãåéá ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò; Ìå ðïéï Ýñãï äýíáìçò éóïýôáé;

ÁðÜíôçóç ¼ðùò áíáöÝñèçêå, ôï çëåêôñéêü ñåýìá åßíáé ç ðñïóáíáôïëéóìÝíç

êßíçóç ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí. ÁõôÞ ç êßíçóç ãßíåôáé ìå ôçí åðß-äñáóç ôçò äýíáìçò ôïõ çëåêôñéêïý ðåäßïõ ðïõ äçìéïõñãåßôáé áðü ôçí ðçãÞ. Ôï Ýñãï áõôÞò ôçò äýíáìçò èá éóïýôáé ìå ôçí åíÝñãåéá ðïõ ðñï-óöÝñåé ç ðçãÞ óôá êéíïýìåíá çëåêôñüíéá. ¢ñá ç åíÝñãåéá ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðñïÝñ÷åôáé áðü ôï Ýñãï ôçò äýíáìçò ôïõ çëåêôñéêïý ðåäßïõ ôçò ðçãÞò.

3. Ôé ïíïìÜæïõìå çëåêôñéêÞ ðçãÞ; Ãéá ðïéï ëüãï åßíáé óçìáíôéêü íá ãíùñßæïõìå ôï åßäïò ôçò çëåêôñéêÞò ðçãÞò;

ÁðÜíôçóç ÃåíéêÜ çëåêôñéêÞ ðçãÞ ïíïìÜæïõìå ïðïéáäÞðïôå óõóêåõÞ ìåôáôñÝðåé

ìéá ìïñöÞ åíÝñãåéáò óå çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá. ÁíÜëïãá ìå ôï åßäïò ôçò ðçãÞò äéáöÝñïõí êáé ïé ìåôáôñïðÝò åíÝñãåéáò ðïõ óõìâáßíïõí. ¸ôóé, ãéá ðáñÜäåéãìá, áðü ìéá ìðáôáñßá ç ÷çìéêÞ åíÝñãåéá ôçò ìðáôáñßáò ìåôáôñÝðåôáé óå çëåêôñéêÞ, åíþ óå ìéá ãåííÞôñéá ç êéíçôéêÞ åíÝñãåéá ìåôáôñÝðåôáé óå çëåêôñéêÞ.

4. Ðþò ïñßæåôáé ç äéáöïñÜ äõíáìéêïý óôïõò ðüëïõò ìéáò çëåêôñé-êÞò ðçãÞò êáé ðïéá åßíáé ç ìáèçìáôéêÞ äéáôýðùóÞ ôçò;

ÁðÜíôçóç ÄéáöïñÜ äõíáìéêïý Þ çëåêôñéêÞ ôÜóç (VðçãÞò) ìåôáîý äýï ðüëùí ìéáò

çëåêôñéêÞò ðçãÞò ïíïìÜæåôáé ôï ðçëßêï ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò (ÅçëåêôñéêÞ) ðïõ ðñïóöÝñåôáé áðü ôçí ðçãÞ, üôáí äéÝñ÷ïíôáé áðü áõôÞí çëåêôñüíéá ìå óõíïëéêü öïñôßï q ðñïò ôï öïñôßï áõôü. ÄçëáäÞ:

Ç ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôçò çëåêôñéêÞò ôÜóçò åßíáé ôï

Κεφάλαιο 2

58

5. Ôé ïíïìÜæåôáé êáôáíáëùôÞò; Ðþò ïñßæåôáé ç çëåêôñéêÞ ôÜóç óôá Üêñá ôïõ êáôáíáëùôÞ;

ÁðÜíôçóç ÊáôáíáëùôÞò Þ ìåôáôñïðÝáò ïíïìÜæåôáé êÜèå óõóêåõÞ ðïõ ìåôáôñÝ-

ðåé ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá óå åíÝñãåéá Üëëçò ìïñöÞò. Ãéá ðáñÜäåéãìá ï ëáìðôÞñáò ï ïðïßïò äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá, ìåôáôñÝðåé ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá óå öùôåéíÞ.

Ç çëåêôñéêÞ ôÜóç óôá Üêñá ôïõ êáôáíáëùôÞ ïñßæåôáé ìå ðáñüìïéï ôñüðï üðùò ïñßóôçêå óôïõò ðüëïõò ôçò ðçãÞò. ÄçëáäÞ, çëåêôñéêÞ ôÜóç (Þ äéáöïñÜ äõíáìéêïý) ìåôáîý äýï Üêñùí åíüò êáôáíáëùôÞ ïíïìÜæïõìå ôï ðçëßêï ôçò åíÝñãåéáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé óôïí êáôáíáëùôÞ áðü ôá çëåêôñüíéá óõíïëéêïý öïñôßïõ q ðñïò ôï öïñôßï áõôü. ¸ôóé:

6. Ìå ðïéåò äéáôÜîåéò ìåôñÜìå ôç äéáöïñÜ äõíáìéêïý ôùí óôïé÷åß-ùí åíüò êõêëþìáôïò;

ÁðÜíôçóç Ïé äéáôÜîåéò ðïõ ÷ñçóéìïðïéïýíôáé ãéá íá ìåôñçèåß ç äéáöïñÜ äõ-

íáìéêïý ôùí óôïé÷åßùí åíüò êõêëþìáôïò ïíïìÜæïíôáé âïëôüìåôñá. Ôï âïëôüìåôñï óõíäÝåôáé ðÜíôá ðáñÜëëçëá ìå ôï óôïé÷åßï ôïõ ïðïßïõ èÝëïõìå íá ìåôñÞóïõìå ôçí ôÜóç. ÄçëáäÞ ôá Üêñá ôïõ âïëôüìåôñïõ óõíäÝïíôáé ìå ôá Üêñá ôïõ óôïé÷åßïõ. ¼ðùò öáßíåôáé óôï ðáñáêÜôù ó÷Þìá, ôá Üêñá Á êáé Â ôïõ âïëôüìåôñïõ áðïôåëïýí êáé ôá Üêñá ôçò áíôßóôáóçò R. Óôï ó÷Þìá öáßíåôáé üôé ôï áìðåñüìåôñï óõíäÝåôáé óå óåéñÜ ìå ôï õðüëïéðï êýêëùìá, üðùò áíáöÝñèçêå ðáñáðÜíù.

7. Óå ôé äéáöÝñåé ç çëåêôñéêÞ ôÜóç óôá Üêñá ìéáò çëåêôñéêÞò ðçãÞò áðü ôçí ôÜóç óôá Üêñá åíüò êáôáíáëùôÞ;

ÁðÜíôçóç Ç ôÜóç óôá Üêñá ìéáò ðçãÞò åßíáé ðÜíôïôå äéÜöïñç ôïõ ìçäåíüò,

áíåîÜñôçôá áí ç ðçãÞ ôñïöïäïôåß Ýíá êëåéóôü êýêëùìá Þ ü÷é (äçëáäÞ

Κεφάλαιο 2

59

äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá), åíþ ç ôÜóç óôá Üêñá åíüò êáôáíáëù-ôÞ èá åßíáé ìçäÝí üôáí áðü áõôüí äå äéÝñ÷åôáé çëåêôñéêü ñåýìá.

¼ôáí ìéá ðçãÞ ôñïöïäïôåß Ýíá êëåéóôü êýêëùìá, èá äéáññÝåôáé ðÜíôá áðü çëåêôñéêü ñåýìá.

8. Ìå ôé ôá÷ýôçôá êéíïýíôáé ôá çëåêôñüíéá óå Ýíá çëåêôñéêü êý-êëùìá; Áðü ðïý ðñïÝñ÷ïíôáé ôá çëåêôñüíéá áõôÜ;

ÁðÜíôçóç Ç ôá÷ýôçôá ìå ôçí ïðïßá êéíåßôáé Ýíá çëåêôñüíéï ìÝóá óå Ýíáí áãùãü

Þ óå çëåêôñéêü êýêëùìá åßíáé ðïëý ìéêñÞ, ìéêñüôåñç áðü åêåßíç åíüò óáëéãêáñéïý. ¸íá çëåêôñüíéï ãéá íá äéáíýóåé Ýíá óýñìá 0,5 ìÝôñïõ èá Ýêáíå ðåñßðïõ 1,5 þñá.

Ç ðçãÞ ôùí çëåêôñïíßùí óå Ýíá êýêëùìá åßíáé ïé ßäéïé ïé áãùãïß ðïõ áðïôåëïýí ôï êýêëùìá êáé ü÷é ïé çëåêôñéêÝò ðçãÝò. Áíáëüãùò ìå ôï õëéêü êáôáóêåõÞò ôïõ áãùãïý ðåñéÝ÷ïíôáé ëéãüôåñá Þ ðåñéóóüôåñá çëåêôñüíéá óå Ýíá êýêëùìá.

Ïé ðçãÝò äåí ðáñÜãïõí ôá çëåêôñéêÜ öïñôßá, áðëþò ôá èÝôïõí óå ðñïóáíáôïëéóìÝíç êßíçóç.


1. Öïñôßï q=+ 10 ìC ìåôáöÝñåôáé ìåôáîý äýï ðüëùí Á êáé Â ìéáò çëåêôñéêÞò ðçãÞò. Áí åßíáé ãíùóôü üôé VAB= 20 V, íá âñåßôå ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ôçò ðçãÞò.

ËýóçÁðü ôïí ïñéóìü ôçò äéáöïñÜò äõíáìéêïý ìåôáîý äýï ðüëùí Á êáé Â

ìéáò çëåêôñéêÞò ðçãÞò éó÷ýåé üôé

Åßíáé ãíùóôü üôé 1ìC=10-6 C.

Κεφάλαιο 2

60


1. Íá óõìðëçñùèïýí ôá êåíÜ óôéò ðñïôÜóåéò ðïõ áêïëïõèïýí. á) ¼ôáí óõíäÝïõìå ìå êáëþäéá ôéò Üêñåò åíüò ëáìðôÞñá ìå ôïõò ðüëïõò ìðáôáñßáò, ôüôå ó÷çìáôßæåôáé Ýíá çëåêôñéêü …………….â) Ï ëáìðôÞñáò, ç ………………… êáé ôá êáëþäéá äéáññÝïíôáé áðü …………… ………….ã) Áðáñáßôçôç ðñïûðüèåóç ãéá íá óõìâáßíåé ôï ðáñáðÜíù åßíáé ìå-ôáîý ôùí ðüëùí ôçò ìðáôáñßáò íá õðÜñ÷åé …………………… …………………….

2. Ðïéåò áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò ëáíèá-óìÝíåò;á) Áí Ýíá áíïéêôü êýêëùìá ìåôáôñáðåß ìå ôç âïÞèåéá åíüò äéáêüðôç óå êëåéóôü, äåí ìðïñåß íá îáíáãßíåé áíïéêôü êýêëùìá.â) Ç åíÝñãåéá ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò åßíáé ç åíÝñãåéá ðïõ ìåôáöÝ-ñåôáé óôá êéíïýìåíá öïñôßá áðü ôçí ðçãÞ. ã) Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðáñÜãåôáé óå ìéá ãåííÞôñéá êáé äåí ðñïÝñ-÷åôáé áðü ìåôáôñïðÞ ìéáò Üëëçò ìïñöÞò åíÝñãåéáò.ä) Ôï âïëôüìåôñï óõíäÝåôáé ðáñÜëëçëá ìå ôï óôïé÷åßï ôïõ ïðïßïõ èÝëïõìå íá ìåôñÞóïõìå ôç äéáöïñÜ äõíáìéêïý.

3. Íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò. á) Ç ôÜóç óôá Üêñá åíüò êáôáíáëùôÞ åßíáé ìçäÝí üôáí áðü áõôüí äå äéÝñ÷åôáé çëåêôñéêü ñåýìá. â) Ç ôÜóç óôá Üêñá åíüò êáôáíáëùôÞ äåí åßíáé ðïôÝ ìçäÝí, áíåîÜñ-ôçôá áí äéÝñ÷åôáé çëåêôñéêü ñåýìá Þ ü÷é áðü áõôüí.ã) Ç ôÜóç óôá Üêñá ìéáò ìðáôáñßáò èá åßíáé ìçäÝí áí äå äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá ç ìðáôáñßá.ä) ¼ôáí ôá çëåêôñüíéá ðåñíïýí ìÝóá áðü Ýíá ëáìðôÞñá, ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ìåôáôñÝðåôáé ìüíï óå öùôåéíÞ åíÝñãåéá.


1. Ìåôáîý äýï óçìåßùí Á êáé Â åíüò çëåêôñéêïý êõêëþìáôïò õðÜñ÷åé äéáöïñÜ äõíáìéêïý VAB= 10 V. Íá âñåßôå ôç ìåôáâïëÞ ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò åíüò ðñùôïíßïõ ãéá ôç ìåôáöïñÜ ôïõ áðü ôï óçìåßï Á óôï Â. Äßíåôáé öïñôßï ðñùôïíßïõ p=+ qe=

2. Ôï çëåêôñéêü ñåýìá ðïõ äéáññÝåé Ýíá ëáìðôÞñá óå ÷ñüíï t=1 min åßíáé É=2 Á. Íá âñåèåß ç åíÝñãåéá ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôï çëåêôñéêü ñåýìá

Κεφάλαιο 2

61

óôï ëáìðôÞñá, áí åßíáé ãíùóôü üôé ç çëåêôñéêÞ ôÜóç óôá Üêñá ôïõ ëáìðôÞñá åßíáé V=20 V.

2.3 ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΔΙΠΟΛΑ

1. Ôé ïíïìÜæåôáé çëåêôñéêü äßðïëï; ÁíáöÝñåôå ìåñéêÝò ôÝôïéåò äéáôÜîåéò.

ÁðÜíôçóç ÇëåêôñéêÜ äßðïëá ïíïìÜæïíôáé üëåò ïé çëåêôñéêÝò óõóêåõÝò ðïõ

÷ñçóéìïðïéïýìå óôéò ïðïßåò åíþíïíôáé ôá äýï Üêñá ôïõò (ðüëïé) ìå ôï çëåêôñéêü êýêëùìá.

Ïé ïéêéáêÝò çëåêôñéêÝò óõóêåõÝò, ïé ìðáôáñßåò êáé ïé ëáìðôÞñåò áðï-ôåëïýí ìåñéêÜ áðü ôá ðéï óõíçèéóìÝíá çëåêôñéêÜ äßðïëá.

2. Ðþò ïñßæåôáé ç çëåêôñéêÞ áíôßóôáóç åíüò çëåêôñéêïý äßðïëïõ; Ãéá ðïéï ëüãï äçìéïõñãÞèçêå ç áíÜãêç ïñéóìïý ôçò;

ÁðÜíôçóç ÇëåêôñéêÞ áíôßóôáóç (R) åíüò çëåêôñéêïý äßðïëïõ åßíáé ôï ðçëßêï ôçò

çëåêôñéêÞò ôÜóçò (V) ðïõ åöáñìüæåôáé óôá Üêñá (ðüëïõò) ôïõ äßðïëïõ ðñïò ôçí Ýíôáóç (I) ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôï äßðïëï.

ÄçëáäÞ:

Ç áíÜãêç íá ïñßóïõìå ôçí çëåêôñéêÞ áíôßóôáóç ðñïÞëèå áðü ôï ãåãïíüò üôé Ýðñåðå íá åêôéìçèåß ôï ìÝãåèïò ôçò Ýíôáóçò ôïõ çëåêôñé-êïý ñåýìáôïò ðïõ äéÝñ÷åôáé áðü Ýíá äßðïëï, üôáí åöáñìüæåôáé óôïõò ðüëïõò ôïõ çëåêôñéêÞ ôÜóç óõãêåêñéìÝíçò ôéìÞò.

3. Ðïéá åßíáé ç ìïíÜäá ìÝôñçóÞò ôçò; Ðïéá üñãáíá ÷ñçóéìïðïéïý-íôáé ãéá ôç ìÝôñçóç ôçò çëåêôñéêÞò áíôßóôáóçò;

ÁðÜíôçóç Ç ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôçò çëåêôñéêÞò áíôßóôáóçò åßíáé ôï Ùì (Ohm).

Ôï 1 Ùì èá éóïýôáé:

Ôá üñãáíá ìå ôá ïðïßá ìåôñÜìå ôçí çëåêôñéêÞ áíôßóôáóç ïíïìÜæï-íôáé ùìüìåôñá êáé óõíÞèùò åßíáé åíóùìáôùìÝíá óå ðïëýìåôñá.

Ôá ðïëýìåôñá ÷ñçóéìïðïéïýíôáé ãéá íá ìåôñïýí Ýíôáóç çëåêôñé-êïý ñåýìáôïò, çëåêôñéêÞ ôÜóç êáé çëåêôñéêÞ áíôßóôáóç, ìðïñïýí íá Ý÷ïõí äçëáäÞ ðåñéóóüôåñåò áðü ìßá ëåéôïõñãßåò.

Κεφάλαιο 2

62

4. Óå ôé äéáöÝñåé ç çëåêôñéêÞ áíôßóôáóç áðü Ýíáí áíôéóôÜôç;

ÁðÜíôçóç Ç çëåêôñéêÞ áíôßóôáóç åíüò äßðïëïõ ãåíéêÜ ìåôáâÜëëåôáé ìå ôç ìå-

ôáâïëÞ ôçò åöáñìïæüìåíçò ôÜóçò. ÕðÜñ÷ïõí üìùò ðåñéðôþóåéò óôéò ïðïßåò ç áíôßóôáóç äå ìåôáâÜëëåôáé áí ìåôáâëçèåß ç ôÜóç ðïõ åöáñ-ìüæåôáé áëëÜ äéáôçñåßôáé óôáèåñÞ. Óôçí ðåñßðôùóç áõôÞ ôï äßðïëï èá ïíïìÜæåôáé áíôéóôÜôçò.

5. Ðþò ìåôáâÜëëåôáé ç ôéìÞ ôçò Ýíôáóçò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé Ýíáí áãùãü üôáí ìåôáâÜëëïõìå ôç äéáöïñÜ äõíá-ìéêïý ðïõ åöáñìüæïõìå óôá Üêñá ôïõ; Áðü ðïéï íüìï ðåñéãñÜ-öåôáé ç ìåôáâïëÞ áõôÞ;

ÁðÜíôçóç Ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé Ýíáí áíôéóôÜôç

(áãùãü) áõîÜíåôáé üôáí áõîÜíåôáé ç çëåêôñéêÞ ôÜóç (äéáöïñÜ äõíá-ìéêïý) ðïõ åöáñìüæåôáé óôá Üêñá ôïõ áíôéóôÜôç, êáé ìåéþíåôáé üôáí ìåéþíåôáé ç çëåêôñéêÞ ôÜóç.

Ç ðáñáðÜíù ðñüôáóç áðïôåëåß ôï íüìï ôïõ Ùì, ï ïðïßïò åðéâåâáé-þèçêå ðåéñáìáôéêÜ. Óýìöùíá ìå ôïí Ùì, ç çëåêôñéêÞ áíôßóôáóç åíüò áãùãïý åßíáé áíåîÜñôçôç ôçò ôÜóçò ðïõ åöáñìüæåôáé óôá Üêñá ôïõ êáé ôçò Ýíôáóçò ôïõ ñåýìáôïò ðïõ ôï äéáññÝåé. ÄçëáäÞ ç ìáèçìáôéêÞ ðåñéãñáöÞ ôïõ íüìïõ ôïõ Ùì åßíáé:

Þ

6. Íá êáôáóêåõÜóåôå ðïéïôéêÜ ôï äéÜãñáììá ôçò Ýíôáóçò ôïõ çëå-êôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé Ýíá ìåôáëëéêü áãùãü óå óõíÜñ-ôçóç ìå ôçí ôÜóç ðïõ åöáñìüæåôáé óôá Üêñá ôïõ. Ó÷ïëéÜóôå ôï áðïôÝëåóìá.

ÁðÜíôçóç Áðü ôç ìáèçìáôéêÞ ðåñéãñáöÞ ôïõ

íüìïõ ôïõ Ùì ðáñáôçñïýìå üôé ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò åßíáé áíÜëïãç ôçò ôÜóçò ðïõ åöáñìüæåôáé ìå ìéá óôáèåñÜ áíáëïãßáò . Ç ãñáöéêÞ ðáñÜóôáóç èá åßíáé åõèåßá ðïõ äé-Ýñ÷åôáé áðü ôçí áñ÷Þ ôùí áîüíùí ìå êëßóç ðïõ èá êáèïñßæåôáé áðü ôïí ðáñÜãïíôá . ¸ôóé ç Ýíôáóç ôïõ ñåý-

Κεφάλαιο 2

63

ìáôïò åßíáé áíÜëïãç ìå ôçí åöáñìïæüìåíç ôÜóç. ¼ðùò öáßíåôáé óôï ðáñáðÜíù ó÷Þìá ç åöö êáèïñßæåé ôçí êëßóç ôçò åõèåßáò, üðùò èá óõíáíôÞóåôå óôá ìáèçìáôéêÜ.

7. Éó÷ýåé ï íüìïò ôïõ Ùì ãéá êÜèå çëåêôñéêü äßðïëï;

ÁðÜíôçóç Ï íüìïò ôïõ Ùì äåí éó÷ýåé ãéá êÜèå çëåêôñéêü äßðïëï ðáñÜ ìüíï ãéá

åêåßíá ôá äßðïëá óôá ïðïßá ç çëåêôñéêÞ áíôßóôáóç ðáñáìÝíåé óôáèåñÞ óå ïðïéáäÞðïôå ìåôáâïëÞ ôçò ôÜóçò. ¼ðùò áíáöÝñèçêå ðáñáðÜíù ôÝôïéá äßðïëá åßíáé ïé áíôéóôÜôåò. ¸ôóé, ôá äßðïëá ðïõ éêáíïðïéïýí ôï íüìï ôïõ Ùì åßíáé åêåßíá ìå óôáèåñÞ çëåêôñéêÞ áíôßóôáóç.

ÃåíéêÜ üôáí ëÝìå áíôéóôÜôåò èá åííïïýìå åêåßíá ôá äßðïëá ðïõ éêáíïðïéïýí ôï íüìï ôïõ Ùì.

8. Ðþò åîçãåßôáé ìå ôç âïÞèåéá ôùí çëåêôñïíßùí üôé üôáí áõîÜíåôáé ç ôÜóç ðïõ åöáñìüæïõìå óôá Üêñá åíüò áãùãïý, áõîÜíåôáé êáé ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ ôïí äéáññÝåé;

ÁðÜíôçóç ¼ôáí áõîÜíåôáé ç ôÜóç ðïõ åöáñìüæåôáé óôïí áãùãü, áõîÜíåôáé êáé ç

åíÝñãåéá ðïõ äÝ÷ïíôáé ôá çëåêôñüíéá, Üñá áðïêôïýí ìåãáëýôåñç êéíçôéêÞ åíÝñãåéá êáé êéíïýíôáé ìå ìåãáëýôåñç ôá÷ýôçôá. ¼óï ôá÷ýôåñá êéíïýíôáé ôá çëåêôñüíéá ôüóï ðåñéóóüôåñá èá ðåñÜóïõí áðü ìéá äéáôïìÞ åíüò áãùãïý óôïí ßäéï ÷ñüíï. Ôï ôåëåõôáßï óõìðÝñáóìá Ý÷åé áðïôÝëåóìá ôçí áýîçóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé Ýíáí áãùãü.

9. Ôé åêöñÜæåé ç áíôßóôáóç åíüò ìåôáëëéêïý áãùãïý; ÐåñéãñÜøôå óõíïðôéêÜ ôçí êßíçóç ôùí çëåêôñïíßùí óôï åóùôåñéêü åíüò ìåôáëëéêïý áãùãïý.

ÁðÜíôçóç Ç áíôßóôáóç åíüò ìåôáëëéêïý áãùãïý åêöñÜæåé ôç äõóêïëßá ðïõ

óõíáíôïýí ôá çëåêôñüíéá ôïõ áãùãïý êáôÜ ôçí ðñïóáíáôïëéóìÝíç êß-íçóÞ ôïõò.

¼ôáí ôá Üêñá åíüò áãùãïý óõíäåèïýí ìå ðçãÞ, ôüôå ç äéáöïñÜ äõíá-ìéêïý èá äçìéïõñãÞóåé çëåêôñéêü ðåäßï óôï åóùôåñéêü ôïõ áãùãïý. Ôï çëåêôñéêü ðåäßï áóêåß äýíáìç óôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá êáé Ýôóé áõôÜ åðéôá÷ýíïíôáé. ÊáôÜ ôçí êßíçóÞ ôïõò üìùò óõãêñïýïíôáé ìå ôá èåôéêÜ éüíôá êáé åðéâñáäýíïíôáé. ¸ðåéôá, ìå ôçí åðßäñáóç ôïõ çëåêôñéêïý ðå-äßïõ ôá çëåêôñüíéá åðéôá÷ýíïíôáé îáíÜ. Ôï öáéíüìåíï áõôü óõíå÷ßæåôáé

Κεφάλαιο 2

64

äéáñêþò ìÝ÷ñé ôåëéêÜ íá èåùñÞóïõìå üôé üëá ôá çëåêôñüíéá êéíïýíôáé ìå ìéá ìÝóç ôá÷ýôçôá ìÝóá óôï óýñìá ôïõ áãùãïý. ¼óï ðåñéóóüôåñá åßíáé ôá èåôéêÜ éüíôá ôïõ áãùãïý ôüóï ìåãáëýôåñç áíôßóôáóç óõíáíôïýí ôá çëåêôñüíéá êáôÜ ôçí êßíçóÞ ôïõò.


1. Ç ôÜóç óôá Üêñá åíüò ìåôáëëéêïý áãùãïý åßíáé V=50 V (Volt) êáé ç áíôßóôáóÞ ôïõ åßíáé R=10 Ù (Ùì). Íá âñåèåß ç Ýíôáóç É ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôï ìåôáëëéêü áãùãü.

Ëýóç Áðü ôï íüìï ôïõ Ùì Ý÷ïõìå:

2. Íá âñåèåß ç óôáèåñÞ ôÜóç V óôá Üêñá åíüò áíôéóôÜôç ìå áíôß-óôáóç R=10 Ù, áí åßíáé ãíùóôü üôé óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá t=1 min ðåñíÜ áðü ìéá äéáôïìÞ ôïõ öïñôßï q=360 C.

Ëýóç Áñ÷éêÜ õðïëïãßæïõìå ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äé-

áññÝåé ôïí áíôéóôÜôç áðü ôç ó÷Ýóç ôïõ ïñéóìïý ôçò Ýíôáóçò ôïõ çëå-êôñéêïý ñåýìáôïò.

Áðü ôï íüìï ôïõ Ùì

ÌåôáôñÝðïõìå ôï ÷ñïíéêü äéÜóôçìá óå s. ÄçëáäÞ t=1 min=60 s.


1. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ.¼ôáí óå Ýíá êýêëùìá äéðëáóéÜæåôáé ç ôÜóç óôá Üêñá ôïõ äéáôçñþ-íôáò óôáèåñÞ ôçí çëåêôñéêÞ áíôßóôáóç, ôüôå ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò:á) ÔåôñáðëáóéÜæåôáé.â) ÐáñáìÝíåé áìåôÜâëçôç.

Κεφάλαιο 2

65

ã) ÕðïôåôñáðëáóéÜæåôáé.ä) ÄéðëáóéÜæåôáé.

2. Ðïéåò áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò ëáíèá-óìÝíåò;á) Ï íüìïò ôïõ Ùì éó÷ýåé ãéá üëåò ôéò áíôéóôÜóåéò. â) Óôï äéÜãñáììá Ýíôáóçò çëåêôñéêïý ñåýìáôïò – çëåêôñéêÞò ôÜóçò ç êëßóç ôçò åõèåßáò åêöñÜæåé ôï ðüóï ìåãÜëç åßíáé ç áíôßóôáóç.ã) ÏñéóìÝíïé ìåôáëëéêïß áãùãïß áíôéóôÝêïíôáé óôç äéÝëåõóç çëåêôñï-íßùí ìÝóá áðü áõôïýò. ä) Ç áíôßóôáóç åíüò áãùãïý åêöñÜæåé ôç äõóêïëßá ðïõ ðñïâÜëëåé Ýíáò áãùãüò êáôÜ ôç äéÝëåõóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò.

3. Ðïéá áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÞ;Ï íüìïò ôïõ Ùì ãéá áíôéóôÜôç éó÷ýåé üôáí:á) Ç ôÜóç óôá Üêñá ôïõ áíôéóôÜôç ðáñáìÝíåé óôáèåñÞ.â) Ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç äå ìåôáâÜë-ëåôáé.ã) Ç èåñìïêñáóßá ôïõ áíôéóôÜôç äéáôçñåßôáé óôáèåñÞ.ä) Ç èåñìïêñáóßá ôïõ áíôéóôÜôç áõîÜíåôáé.

4. Ðïéá áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÞ;Ç çëåêôñéêÞ áíôßóôáóç åíüò ìåôáëëéêïý óýñìáôïò ïöåßëåôáé:á) Óôçí ýðáñîç çëåêôñéêïý ñåýìáôïò.â) Óôçí êßíçóç ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí ìÝóá óôïí áãùãü.ã) Óôçí êßíçóç ôùí èåôéêþí éüíôùí ôïõ ìåôáëëéêïý óýñìáôïò. ä) Óôç óýãêñïõóç ôùí èåôéêþí éüíôùí ôïõ óýñìáôïò ìå ôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá.

5. Ãéá äýï ìåôáëëéêÜ óýñìáôá Á êáé Â ôá äéáãñÜììáôá Ýíôáóçò çëå-êôñéêïý ñåýìáôïò É ìå çëåêôñéêÞ ôÜóç ôïõ óýñìáôïò V öáßíïíôáé óôï ðáñáêÜôù äéÜãñáììá. Áí RA êáé RB ïé áíôéóôÜóåéò ôùí äýï óõñìÜôùí, íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò:

á) RA < RB

â) RA > RB

ã) RA = RB

Κεφάλαιο 2

66


1. ÓõíäÝïõìå ìéá ìðáôáñßá ôÜóçò V=2 V ìå ôá Üêñá åíüò ëáìðôÞñá áíôßóôáóçò R=5 Ù. Íá õðïëïãéóôåß ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôï ëáìðôÞñá óå mA.

2. ¸íá ìåôáëëéêü óýñìá äéáññÝåôáé áðü ñåýìá Ýíôáóçò É1=100 mA üôáí óôá Üêñá ôïõ óýñìáôïò õðÜñ÷åé ôÜóç V1=10 V. á) Ðüóç åßíáé ç áíôßóôáóç ôïõ óýñìáôïò;â) ¼ôáí ôï óýñìá èá äéáññÝåôáé áðü ñåýìá Ýíôáóçò É2=0,4 Á, ðüóç èá åßíáé ôüôå ç ôÜóç V2 óôá Üêñá ôïõ óýñìáôïò;

3. ÁíôéóôÜôçò áíôßóôáóçò R=10 Ù ôñïöïäïôåßôáé áðü ìðáôáñßá ôÜóçò V=50 V. á) Ðüóç åßíáé ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôçí áíôßóôáóç;â) Óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá t=10 s ðüóá çëåêôñüíéá ðåñíïýí áðü ìéá äéáôïìÞ ôïõ áíôéóôÜôç;Äßíåôáé üôé qe=

2.4 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΟΠΟΙΟΥΣ ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ Η ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΕΝΟΣ ΑΓΩΓΟΥ

1. Áðü ðïéïõò ðáñÜãïíôåò åîáñôÜôáé ç áíôßóôáóç åíüò ìåôáëëéêïý óýñìáôïò;

ÁðÜíôçóç Ç áíôßóôáóç åíüò ìåôáëëéêïý óýñìáôïò åîáñôÜôáé áðü:á) Ôç èåñìïêñáóßá óôçí ïðïßá âñßóêåôáé ôï ìåôáëëéêü óýñìá.â) Ôï ìÞêïò ôïõ ìåôáëëéêïý óýñìáôïò. ã) Ôï åìâáäüí ôçò äéáôïìÞò ôïõ óýñìáôïò. ä) Ôï åßäïò ôïõ õëéêïý áðü ôï ïðïßï åßíáé êáôáóêåõáóìÝíï ôï óõ-

ãêåêñéìÝíï óýñìá.

2. Ðïéá ìáèçìáôéêÞ ó÷Ýóç ðåñéãñÜöåé ôçí åîÜñôçóç ôçò áíôßóôáóçò ôïõ áãùãïý áðü ôá ãåùìåôñéêÜ ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôïõ; ÐåñéãñÜøôå.

ÁðÜíôçóç Ç ìáèçìáôéêÞ ó÷Ýóç ðïõ ìáò äåß÷íåé ðþò ìåôáâÜëëåôáé ç áíôßóôáóç

åíüò áãùãïý äßíåôáé áðü ôçí ðáñáêÜôù åîßóùóç:

Κεφάλαιο 2

67

¼ðïõR: ç áíôßóôáóç ôïõ áãùãïýñ: ç åéäéêÞ áíôßóôáóç ôïõ áãùãïýl: ôï ìÞêïò ôïõ áãùãïýÁ: ôï åìâáäüí ôçò äéáôïìÞò ôïõ áãùãïý.Áðü ôç ó÷Ýóç áõôÞ öáßíåôáé üôé ç áíôßóôáóç åíüò áãþãéìïõ óýñìáôïò

åßíáé: á) áíÜëïãç ìå ôï ìÞêïò ôïõ óýñìáôïò êáé â) áíôéóôñüöùò áíÜëïãç ôïõ åìâáäïý ìéáò äéáôïìÞò ôïõ óýñìáôïò.

Ç åéäéêÞ áíôßóôáóç ôïõ áãùãïý ðåñéãñÜöåé ôçí åîÜñôçóç ôçò áíôßóôáóçò áðü ôï õëéêü áðü ôï ïðïßï åßíáé êáôáóêåõáóìÝíïò ï áãùãüò.

3. á) Ðïéá ó÷Ýóç óõíäÝåé ôçí åéäéêÞ áíôßóôáóç åíüò õëéêïý ìå ôç èåñìïêñáóßá;â) Ðþò áõôÞ ç ó÷Ýóç ìåôáôñÝðåôáé óå åîÜñôçóç ôçò áíôßóôáóçò ôïõ áãùãïý áðü ôç èåñìïêñáóßá;

ÁðÜíôçóç á) ¼ðùò áíáöÝñèçêå ðáñáðÜíù, ãåíéêÜ ç áíôßóôáóç áõîÜíåé ìå ôçí

áýîçóç ôçò èåñìïêñáóßáò. Áõôü ðñïêýðôåé áðü ìéá áñ÷éêÞ åîÜñôçóç ôçò åéäéêÞò áíôßóôáóçò åíüò áãùãïý áðü ôç èåñìïêñáóßá. ¸÷åé áðïäåé÷èåß üôé ç åéäéêÞ áíôßóôáóç åíüò áãùãïý óõíäÝåôáé ìå ôç èåñìïêñáóßá ùò åîÞò:

¼ðïõ ôï åßíáé ç åéäéêÞ áíôßóôáóç ôïõ õëéêïý óôïõò êáé ç åéäéêÞ áíôßóôáóç óå ìéá èåñìïêñáóßá è. Ï óõíôåëåóôÞò á ïíïìÜæåôáé èåñìéêüò óõíôåëåóôÞò åéäéêÞò áíôßóôáóçò êáé åßíáé óôáèåñü ìÝãåèïò ãéá êÜèå õëéêü.

â) Ëüãù ôçò åîÜñôçóçò ôçò áíôßóôáóçò åíüò áãùãïý áðü ôçí åéäéêÞ áíôßóôáóÞ ôïõ, ðñïêýðôåé üôé ç áíôßóôáóç èá áõîÜíåôáé ìå ôç èåñìï-êñáóßá óýìöùíá ìå ôç ó÷Ýóç:

¼ðïõ êáé åßíáé ç áíôßóôáóç óôïõò è êáé áíôßóôïé÷á.

Ç ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôïõ èåñìéêïý óõíôåëåóôÞ á åßíáé 1 grad-1.

4. Ðþò åñìçíåýåôáé ç åîÜñôçóç ôçò áíôßóôáóçò áðü ôç èåñìïêñá-óßá;

Κεφάλαιο 2

68

ÁðÜíôçóç Ç áýîçóç ôçò èåñìïêñáóßáò åíüò ìåôáëëéêïý áãùãïý óçìáßíåé üôé ç

êßíçóç ôùí èåôéêþí éüíôùí ôïõ ìåôÜëëïõ ãßíåôáé åíôïíüôåñç. ¸ôóé ïé óõ-ãêñïýóåéò ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí ðïõ êéíïýíôáé ìÝóá óôïí áãùãü ìå ôá éüíôá ôïõ áãùãïý åßíáé ðåñéóóüôåñåò, Üñá êáé ç óõíïëéêÞ áíôßóôáóç ôïõ áãùãïý èá åßíáé ìåãáëýôåñç êáé ìåãáëýôåñåò ïé èåñìïêñáóßåò.

Ãíùñßæïõìå üôé ç áíôßóôáóç ôùí ìåôÜëëùí ïöåßëåôáé óôéò óõ-ãêñïýóåéò ôùí éüíôùí ìå ôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá.

5. Ðïéá åßäç ìåôáâëçôÞò áíôßóôáóçò ãíùñßæåôå; ÐåñéãñÜøôå ôçí áñ÷Þ ëåéôïõñãßáò ôïõ êáèåíüò.

ÁðÜíôçóç Ïé äýï ðéï ãíùóôïß ìåôáâëçôïß áíôéóôÜôåò åßíáé ï ñïïóôÜôçò êáé ôï

ðïôåíóéüìåôñï. Ç ëåéôïõñãßá ôïõ ñïïóôÜôç âáóßæåôáé

óôçí åîÜñôçóç ðïõ õðÜñ÷åé áíÜìåóá óôçí áíôßóôáóç åíüò áãùãïý áðü ôï ìÞêïò ôïõ áãùãïý.

¼ðùò öáßíåôáé óôï ó÷Þìá, ìåôáêéíþ-íôáò ôï ñïïóôÜôç ìðïñïýìå êÜèå öïñÜ íá ìåôáâÜëëïõìå ôçí áíôßóôáóç óå Ýíá êýêëùìá. Ìå äåäïìÝíï üôé äéáôçñåßôáé ç ôÜóç óôáèåñÞ êáé ãíùñßæïíôáò ôï íüìï ôïõ Ùì

áýîçóç ôïõ ìÞêïõò Üñá êáé ôçò áíôßóôáóçò èá ðñïêáëÝóåé ìåßùóç óôï çëåêôñéêü ñåýìá ðïõ äéáññÝåé ôï êýêëù-ìá, åíþ ìåßùóç ôïõ ìÞêïõò ôçò áíôßóôá-óçò èá áõîÞóåé ôï óõíïëéêü çëåêôñéêü ñåýìá.

Óôï ðïôåíóéüìåôñï õðÜñ÷åé óôáèåñü çëåêôñéêü ñåýìá ðïõ äéáññÝåé ôï êýêëù-ìá áëëÜ ìåôñþíôáò äéáöïñåôéêÞ áíôß-óôáóç ìðïñïýìå íá ìåôáâÜëëïõìå ôçí çëåêôñéêÞ ôÜóç. ¸íá ôõðéêü ðïôåíóéüìå-ôñï öáßíåôáé óôï äéðëáíü ó÷Þìá.

Κεφάλαιο 2

69


1. ¸íá êõëéíäñéêü óýñìá Ý÷åé äéÜìåôñï ä=1 mm êáé åéäéêÞ áíôßóôáóç ñ=10-8 Ùm. Ðüóï ìÞêïò l áðü áõôü ôï óýñìá ðñÝðåé íá ÷ñçóéìï-ðïéçèåß ãéá íá êáôáóêåõáóôåß áíôßóôáóç R=10 Ù;

Ëýóç Ãíùñßæïõìå üôé ç áíôßóôáóç åíüò óýñìáôïò óõíäÝåôáé ìå ôá ãåùìå-

ôñéêÜ ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôïõ óýñìáôïò ìå ôç ó÷Ýóç

üðïõ Á ôï åìâáäüí ôçò êõêëéêÞò äéáôïìÞò ôïõ óýñìáôïò. Ôï åìâáäüí èá äßíåôáé áðü ôç ó÷Ýóç

¸ôóé áðü ôçí ðñþôç ó÷Ýóç

2. ¸íáò áãùãüò Ý÷åé áíôßóôáóç R=20 Ù óå èåñìïêñáóßá è=20ïC. ¼ôáí ï áãùãüò äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá, ç èåñìïêñá-óßá ôïõ óýñìáôïò áõîÜíåôáé óå è´=50ïC. Íá âñåèåß ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áãùãü, áí ç ôÜóç óôá Üêñá ôïõ åßíáé V=111,1 V. Äßíåôáé ï èåñìéêüò óõíôåëåóôÞò áíôßóôáóçò ôïõ áãùãïý á = 4x10-3 grand-1 .

Ëýóç Èá ðñÝðåé íá õðïëïãßóïõìå ôï çëåêôñéêü ñåýìá üôáí ç áíôßóôáóç åßíáé R .́

Ãíùñßæïõìå üôé

ðïõ éó÷ýåé êáé ãéá R´, äçëáäÞ,

Äéáéñïýìå êáôÜ ìÝëç ôéò ðáñáðÜíù äýï ó÷Ýóåéò, ïðüôå

Κεφάλαιο 2

70

Áðü ôï íüìï ôïõ Ùì ãíùñßæïõìå üôé


1. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ.Áí Ýíá ÷Üëêéíï óýñìá äéðëùèåß óôá äýï, ôüôå ç åéäéêÞ ôïõ áíôßóôáóç:á) ÕðïäéðëáóéÜæåôáé.â) ÐáñáìÝíåé óôáèåñÞ.ã) ÕðïôåôñáðëáóéÜæåôáé.ä) ÄéðëáóéÜæåôáé.

2. Ðïéåò áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò ëáíèá-óìÝíåò;á) Ïé üñïé áíôéóôÜôçò êáé áíôßóôáóç ôáõôßæïíôáé.â) Ç áíôßóôáóç åíüò áãùãïý åîáñôÜôáé áðü ôç èåñìïêñáóßá ôïõ.ã) Ç åéäéêÞ áíôßóôáóç åîáñôÜôáé áðü ôá ãåùìåôñéêÜ óôïé÷åßá ôïõ áãùãïý.ä) ËÝìå üôé Ýíáò áíôéóôÜôçò Ý÷åé áíôßóôáóç 10 Ù.

3. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò íá åðéëÝîåôå åêåßíåò ðïõ åßíáé óùóôÝò.á) Ç ìåôáâëçôÞ áíôßóôáóç ìðïñåß íá ëåéôïõñãÞóåé êáé ùò ðïôåíóéü-ìåôñï êáé ùò ñïïóôÜôçò.â) Ï ñïïóôÜôçò åßíáé ñõèìéóôÞò çëåêôñéêïý ñåýìáôïò.ã) Ôï ðïôåíóéüìåôñï åßíáé ñõèìéóôÞò çëåêôñéêÞò ôÜóçò. ä) Óôï ñïïóôÜôç üëç ç ìåôáâëçôÞ áíôßóôáóç äéáññÝåôáé áðü ñåýìá.

4. Äýï ìåôáëëéêÜ óýñìáôá óôçí ßäéá èåñìïêñáóßá Ý÷ïõí ôï ßäéï åìâáäüí äéáôïìÞò. Ôá óýñìáôá Ý÷ïõí åðßóçò ßäéá çëåêôñéêÞ áíôßóôáóç áëëÜ äéáöïñåôéêÜ ìÞêç. Ðïéåò áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò ëáíèáóìÝíåò;á) Ôá óýñìáôá áðïôåëïýíôáé áðü ôï ßäéï õëéêü.â) Ôá óýñìáôá áðïôåëïýíôáé áðü äéáöïñåôéêÜ õëéêÜ.ã) Ôá óýñìáôá Ý÷ïõí ôçí ßäéá åéäéêÞ áíôßóôáóç.ä) Ôï õëéêü ôïõ óýñìáôïò ìå ôï ìéêñüôåñï ìÞêïò Ý÷åé ìåãáëýôåñç åéäéêÞ áíôßóôáóç áðü ôï õëéêü ôïõ Üëëïõ óýñìáôïò.

5. Íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò.

Κεφάλαιο 2

71

Ï ñïïóôÜôçò åßíáé ìéá äéÜôáîç ìå ôçí ïðïßá:á) Äéáêüðôïõìå ôç ñïÞ ôùí çëåêôñïíßùí óå Ýíá êýêëùìá. â) ÌåôáâÜëëïõìå ôçí ôÜóç ðïõ åöáñìüæåôáé óôá Üêñá ìéáò çëåêôñé-êÞò óõóêåõÞò.ã) Ìçäåíßæïõìå ôçí áíôßóôáóç åíüò ìåôáëëéêïý áãùãïý.ä) ÌåôáâÜëëïõìå ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ìéá çëåêôñéêÞ óõóêåõÞ.


1. ¸íá óýñìá áðü ëåõêü÷ñõóï Ý÷åé ìÞêïò ℓ=10 m êáé ìÜæá m=3,6 g. Íá âñåßôå ôçí áíôßóôáóç ôïõ óýñìáôïò. Äßíåôáé ç ðõêíüôçôá ôïõ ëåõêü÷ñõóïõ d=21 g/cm3, ç åéäéêÞ ôïõ áíôß-óôáóç

2. ¸íá ìåôáëëéêü óýñìá Ý÷åé áíôßóôáóç R=40 Ù êáé ìÞêïò ℓ=2 m. Ëéþíïõ-ìå ôï óýñìá êáé öôéÜ÷íïõìå Ýíá Üëëï, ðïõ èÝëïõìå íá Ý÷åé áíôßóôáóç R´=160 Ù. Íá âñåßôå ôï êáéíïýñãéï ìÞêïò ℓ´.

3. á) Óå ðïéá èåñìïêñáóßá è ç ôéìÞ ôçò åéäéêÞò áíôßóôáóçò ôïõ ÷áëêïý ãßíåôáé äéðëÜóéá áðü ôçí ôéìÞ ðïõ Ý÷åé óå 0˚C;â) Éó÷ýåé ôï ßäéï ãéá üëïõò ôïõò ÷Üëêéíïõò áãùãïýò, áíåîÜñôçôá áðü ôç ìïñöÞ êáé ôï ìÝãåèüò ôïõò;ã) Éó÷ýåé ôï ßäéï ãéá áãùãïýò ðïõ åßíáé êáôáóêåõáóìÝíïé áðü äéá-öïñåôéêü õëéêü;Äßíåôáé èåñìéêüò óõíôåëåóôÞò áíôßóôáóçò ãéá ôï ÷áëêü á÷áëêïý=

4. Óôá Üêñá åíüò óýñìáôïò åöáñìüæïõìå óôáèåñÞ äéáöïñÜ äõíáìéêïý (ôÜóç) êáé äéáðéóôþíïõìå üôé óå èåñìïêñáóßá è1=20

ï C ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôï óýñìá åßíáé É1=2 Á, åíþ óå èåñìïêñáóßá è2=2520

ï C ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò åßíáé É2=1 Á. Íá âñåèåß ï èåñìéêüò óõíôåëåóôÞò á ôçò áíôßóôáóçò ôïõ õëéêïý ôïõ óýñìáôïò.

2.5. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΑΡΧΩΝ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΣΤΗ ΜΕΛΕ-ΤΗ ΑΠΛΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ 1. Äéáôõðþóôå ôçí áñ÷Þ äéáôÞñçóçò ôïõ çëåêôñéêïý öïñôßïõ.

ÁðÜíôçóç Ìßá áðü ôéò ðéï óçìáíôéêÝò áñ÷Ýò óôç öõóéêÞ êáé éäéáßôåñá óôïí

ôïìÝá ôçò çëåêôñïíéêÞò áðïôåëåß ç áñ÷Þ äéáôÞñçóçò ôïõ çëåêôñéêïý

Κεφάλαιο 2

72

öïñôßïõ. Óýìöùíá ìå ôçí áñ÷Þ áõôÞ ôï öïñôßï äåí ðáñÜãåôáé ïýôå êáé êáôáóôñÝöåôáé.

2. Ðþò åöáñìüæåôáé ç áñ÷Þ äéáôÞñçóçò ôçò åíÝñãåéáò óôçí ðåñß-ðôùóç åíüò çëåêôñéêïý êõêëþìáôïò;

ÁðÜíôçóç Åéäéêüôåñá ãéá ôá çëåêôñéêÜ êõêëþìáôá èá ìðïñïýóå íá åéðùèåß üôé:Ôá çëåêôñüíéá äå äçìéïõñãïýíôáé ïýôå êáôáóôñÝöïíôáé áëëÜ êáé äå

óõóóùñåýïíôáé óå êÜðïéï óçìåßï ôïõ êõêëþìáôïò.ÄçëáäÞ ï áñéèìüò ôùí çëåêôñïíßùí ðïõ ðåñíÜåé áðü êÜèå äéáôïìÞ

ôïõ áãùãïý óôïí ßäéï ÷ñüíï èá åßíáé ðáíôïý ï ßäéïò áíåîÜñôçôá áðü ôï ðïý âñßóêåôáé ç äéáôïìÞ áõôÞ. Óå áõôÞí ôçí áñ÷Þ ïöåßëåôáé ôï óõìðÝ-ñáóìá üôé ôï çëåêôñéêü ñåýìá óå Ýíá êýêëùìá åßíáé óôáèåñü.

Ìçí îå÷íÜôå üôé óôáèåñü çëåêôñéêü ñåýìá óå Ýíá êýêëùìá õðÜñ-÷åé ìüíï óôçí ðåñßðôùóç ðïõ ôï êýêëùìá áðïôåëåßôáé ìüíï áðü Ýíá óõñìÜôéíï áãùãü.

3. Ðïéá ç ó÷Ýóç ôùí åíôÜóåùí ôùí ñåõìÜôùí êáé ôùí äéáöïñþí äõ-íáìéêïý óå êýêëùìá üðïõ äýï áíôéóôÜôåò åßíáé óõíäåäåìÝíïé: á) óå óåéñÜâ) ðáñÜëëçëá;

ÁðÜíôçóç á) ¼ôáí äýï áíôéóôÜôåò åßíáé óõí-

äåìÝíïé óå óåéñÜ, ôüôå ï áñéèìüò ôùí çëåêôñïíßùí ðïõ äéÝñ÷ïíôáé áðü ìéá äé-áôïìÞ ôïõ óýñìáôïò åßíáé ï ßäéïò, ïðü-ôå ôï çëåêôñéêü ñåýìá É ðïõ äéáññÝåé ôïõò áíôéóôÜôåò èá åßíáé ôï ßäéï.

ÄçëáäÞ É = É1 = É2. Ç óõíïëéêÞ ôÜóç óôá Üêñá ôïõ çëå-

êôñéêïý êõêëþìáôïò èá åßíáé V= V1+V2. â) ¼ôáí äýï áíôéóôÜôåò åßíáé ðáñÜë-

ëçëá óõíäåäåìÝíïé, ôüôå ôï óõíïëéêü çëåêôñéêü ñåýìá èá åßíáé É = É1+É2. Ç óõ-íïëéêÞ ôÜóç óôá Üêñá ôïõ êõêëþìáôïò èá åßíáé ßóç ìå ôçí ôÜóç óôá Üêñá êÜèå ìéáò áíôßóôáóçò. ÄçëáäÞ: V = V1 = V2.

Óôï äéðëáíü ó÷Þìá öáßíåôáé ç ðáñÜë-ëçëç óýíäåóç äýï áíôéóôÜóåùí.

Κεφάλαιο 2

73

Èåùñïýìå É1 êáé É2 ôéò åíôÜóåéò ôùí ñåõìÜôùí ðïõ äéáññÝïõí ôéò áíôéóôÜóåéò R1 êáé R2 êáé V1 êáé V2 ôéò ôÜóåéò óôá Üêñá ôùí R1 êáé R2.

4. Ôé ïíïìÜæïõìå éóïäýíáìç áíôßóôáóç åíüò óõóôÞìáôïò; Ðïéá ó÷Ýóç éêáíïðïéåß;

ÁðÜíôçóç Áí óå Ýíá êýêëùìá ìå áíôéóôÜôåò åöáñìüóïõìå çëåêôñéêÞ ôÜóç V óôá

Üêñá ôïõò êáé ôï óýóôçìá ôùí áíôéóôáôþí äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá É, ôüôå éóïäýíáìç áíôßóôáóç ôïõ óõóôÞìáôïò èá åßíáé ç áíôßóôáóç R ðïõ èá éêáíïðïéåß ôï íüìï ôïõ Ùì, äçëáäÞ:

Ç R áíôéðñïóùðåýåé ôç óõíïëéêÞ áíôßóôáóç áðü ôï óýóôçìá ôùí áíôé-óôáôþí ôïõ êõêëþìáôïò êáé èá ìðïñåß íá õðïëïãßæåôáé áí ãíùñßæïõìå ôïí ôñüðï óýíäåóçò ôùí áíôéóôáôþí. 5. Áðïäåßîôå ôç ó÷Ýóç ôçò éóïäýíáìçò áíôßóôáóçò üôáí äýï áíôé-

óôÜôåò R1 êáé R2 óõíäÝïíôáé óå óåéñÜ. ÐáñáóôÞóôå ó÷çìáôéêÜ ôï êýêëùìá, ðåñéãñÜöïíôáò üëá ôá óôïé÷åßá ðïõ áðåéêïíßæïíôáé.

ÁðÜíôçóç ¼ôáí äýï áíôéóôÜôåò óõíäÝïíôáé óå óåéñÜ, üðùò öáßíåôáé óôï ó÷Þìá,

èá äéáññÝïíôáé, üðùò áíáöÝñèçêå ðáñáðÜíù, áðü ôï ßäéï çëåêôñéêü ñåýìá I åíþ ç ó÷Ýóç ðïõ èá éó÷ýåé ãéá ôéò ôÜóåéò óôá Üêñá ôïõò êáé ôçí ôÜóç ôïõ êõêëþìáôïò åßíáé V= V1+V2. ¼ðïõ V1 ç ôÜóç óôá Üêñá ôçò R1 êáé V2 ç ôÜóç óôá Üêñá ôçò R2. ¸ôóé,

üðïõ R åßíáé ç éóïäýíáìç áíôßóôáóç ôùí R1 êáé R2.

6. Áðïäåßîôå ôç ó÷Ýóç ôçò éóïäýíáìçò áíôßóôáóçò óå êýêëùìá ðáñÜëëçëçò óýíäåóçò äýï áíôéóôáôþí R1 êáé R2. Ðþò áðåéêïíß-æïíôáé ó÷çìáôéêÜ;

Κεφάλαιο 2

74

ÁðÜíôçóç ¼ðùò åßíáé Þäç ãíùóôü, óôçí ðáñÜëëçëç óýíäåóç äýï áíôéóôáôþí R1

êáé R2 ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôï êýêëùìá èá åßíáé É=É1+É2, üðïõ É1 êáé É2 ïé åíôÜóåéò ôùí ñåõìÜôùí ðïõ äéáññÝïõí ôïõò áíôéóôÜôåò R1 êáé R2 áíôßóôïé÷á. Åðßóçò åßíáé ãíùóôü üôé V=V1=V2, üðïõ V ç ôÜóç óôá Üêñá ôïõ êõêëþìáôïò êáé V1 êáé V2 ïé ôÜóåéò óôá Üêñá ôùí R1 êáé R2. ¸ôóé,

ãéáôß V=V1=V2. Ç ðáñÜëëçëç óýíäåóç äýï áíôéóôáôþí êáé ç éóïäýíáìÞ ôïõò öáßíåôáé óôï ðáñáðÜíù ó÷Þìá.

Ç ðáñáðÜíù ó÷Ýóç ðïëëÝò öïñÝò èá ìåôáôñÝðåôáé óôçí


1. Äýï áíôéóôÜóåéò R1=4 Ù êáé R2=6 Ù óõíäÝïíôáé óå óåéñÜ êáé óôá Üêñá ôçò óõíäåóìïëïãßáò åöáñìüæåôáé ôÜóç V=100 V. Íá âñåèïýí:á) Ç éóïäýíáìç áíôßóôáóç Rïë. â) Ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé êÜèå áíôßóôáóç. ã) Ç ôÜóç óôá Üêñá ôçò êÜèå áíôßóôáóçò.

Ëýóç á) ¼ðùò ãíùñßæïõìå, ç éóïäýíáìç äýï áíôéóôÜóåùí ðïõ óõíäÝïíôáé

óå óåéñÜ äßíåôáé áðü ôç ó÷Ýóç

â) Åöüóïí ïé áíôéóôÜóåéò R1 êáé R2 óõíäÝïíôáé óå óåéñÜ, ôï ñåýìá ðïõ èá äéáññÝåé ôçí êáèåìßá áðü áõôÝò èá åßíáé ôï ßäéï êáé ßóï ìå Éïë. ÄçëáäÞ Éïë = É1 = É2

Κεφάλαιο 2

75

áðü ôï íüìï ôïõ Ùì

Üñá ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé êÜèå áíôßóôáóç åßíáé É1 = É2 = 10Á.ã) ç ôÜóç óôá Üêñá êÜèå áíôßóôáóçò åßíáé

êáé

2. Äýï áíôéóôÜóåéò R1=10 Ù êáé R2=15 Ù óõíäÝïíôáé ðáñÜëëçëá êáé óôéò Üêñåò ôïõ óõóôÞìáôïò åöáñìüæåôáé ôÜóç V=90 V. Ná âñåèïýí:

á) Ç éóïäýíáìç áíôßóôáóç Rïë.

â) Ïé ôÜóåéò V1 êáé V2 óôá Üêñá ôùí áíôéóôÜóåùí R1 êáé R2.

ã) Ïé åíôÜóåéò ôùí ñåõìÜôùí É1 êáé É2 ðïõ äéáññÝïõí ôéò áíôéóôÜ-óåéò R1 êáé R2 áíôßóôïé÷á êáèþò êáé ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôçí ðçãÞ ôÜóçò V.

Ëýóç á) Ç ó÷Ýóç ðïõ ìáò äßíåé ôçí éóïäýíáìç áíôßóôáóç üôáí äýï áíôé-

óôÜóåéò óõíäÝïíôáé ðáñÜëëçëá åßíáé

â) ÅðåéäÞ ïé áíôéóôÜôåò óõíäÝïíôáé ðáñÜëëçëá ìå ôçí ðçãÞ êáé ìå-ôáîý ôïõò èá Ý÷ïõí êïéíÜ Üêñá, ïðüôå V=V1=V2=90 V.

ã) Áðü ôï íüìï ôïõ Ùì õðïëïãßæïõìå ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé êÜèå áíôßóôáóç, üðùò êáé ôç óõíïëéêÞ Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò. ¸ôóé,

Κεφάλαιο 2

76

êáé

3. Äßíåôáé ôï áðÝíáíôé ó÷Þìá üðïõ ïé áíôéóôÜóåéò åßíáé R1=2 Ù, R2=3 Ù, R3=10 Ù êáé R4=5 Ù. Ç ðçãÞ åßíáé ôÜóçò V=30 V. Íá âñåèïýí:

á) ç óõíïëéêÞ áíôßóôáóç Rïë ôïõ êõêëþìáôïò, â) ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé êÜèå áíôßóôáóç,ã) ç ôÜóç óôá Üêñá ôçò êÜèå áíôßóôáóçò.

Ëýóç á) ¼ðùò ðáñáôçñïýìå áðü ôï ó÷Þìá, ïé áíôéóôÜóåéò R1 R2 êáé R3 R4

óõíäÝïíôáé óå óåéñÜ, ïðüôå ðñïêýðôïõí ïé R12 êáé R34 ìå R12 = R1 + R2 = 2 + 3 = 5 Ù êáé R34 = R3 + R4 = 10 + 5 = 15 Ù. ¸ôóé ïé R12 êáé R34 óõíäÝïíôáé ðáñÜëëçëá ôþñá, ïðüôå

â) Åöüóïí ïé áíôéóôÜóåéò R1 êáé R2 åßíáé óõíäåäåìÝíåò óå óåéñÜ èá äéáññÝïíôáé áðü ôï ßäéï çëåêôñéêü ñåýìá É1. Ôï ßäéï éó÷ýåé êáé ãéá ôéò R3 êáé R4, ðïõ èá äéáññÝïíôáé áðü ôï çëåêôñéêü ñåýìá É2. Åðßóçò ç ôÜóç óôá Üêñá ôùí R1 êáé R2 åßíáé ç ßäéá ìå ôçí ôÜóç óôá Üêñá ôùí R3 êáé R4 êáé ßäéá ìå ôçí ôÜóç óôá Üêñá ôïõ êõêëþìáôïò. ÄçëáäÞ V=V1+V2=V3+V4 üðïõ V1,V2,V3 êáé V4 åßíáé ïé ôÜóåéò óôá Üêñá ôùí R1, R2, R3 êáé R4 áíôßóôïé÷á.

Ç Ýíôáóç I1 ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôéò R1 êáé R2 åßíáé:

Ç Ýíôáóç I2 ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôéò R3 êáé R4 åßíáé:

Κεφάλαιο 2

77

ã) Áðü ôï íüìï ôïõ Ùì åßíáé:


1. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò ðïéåò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò åßíáé ëáíèáóìÝíåò; ¼ôáí äýï áíôéóôÜóåéò óõíäÝïíôáé óå óåéñÜ éó÷ýåé:á) â) ã) ä)

2. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò ðïéåò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò åßíáé ëáíèáóìÝíåò; ¼ôáí äýï áíôéóôÜóåéò óõíäÝïíôáé ðáñÜëëçëá:

á)

â) ã) ä)

3. ¸÷ïõìå ôÝóóåñéò ßäéïõò áíôéóôÜôåò ìå áíôéóôÜóåéò 10 Ù. Ìå ðïéïí ôñüðï ðñÝðåé íá óõíäåèïýí þóôå ç éóïäýíáìç áíôßóôáóç (ïëéêÞ) íá åßíáé:á) 40 Ù.â) 2,5 Ù.ã) 10 Ù.ä) 25 Ù.

Κεφάλαιο 2

78

4. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò ðïõ áöïñïýí ôï áêüëïõèï ó÷Þìá, ðïéåò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò ëáíèáóìÝíåò; á) Ç ïëéêÞ áíôßóôáóç ôïõ êõêëþìáôïò åßíáé 20 Ù.â) Ôï áìðåñüìåôñï äåß÷íåé 1 Á.ã) Ïé áíôéóôÜóåéò äéáññÝïíôáé áðü ôï ßäéï çëåêôñéêü ñåýìá Ýíôáóçò 1 Á. ä) Ïé ôÜóåéò V1, V2 åßíáé äéáöïñåôéêÝò.

5. Ðïéá áðü ôéò åðüìåíåò ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÞ.Óôï ðáñáêÜôù êýêëùìá áöáéñïýìå ôï ëáìðÜêé Ë1.á) Ôï ëáìðÜêé Ë2 èá öùôïâïëåßâ) Ôï ëáìðÜêé Ë2 ðáýåé íá öùôïâïëåßã) Êáé ôá äõï ëáìðÜêéá èá öùôïâïëïýí.ä) ÊáíÝíá ëáìðÜêé äå èá öùôïâïëåß.


1. Äýï áíôéóôÜôåò R1=4 Ù êáé R2=8 Ù óõíäÝïíôáé óå óåéñÜ êáé óôá Üêñá ôïõ óõóôÞìáôïò åöáñìüæåôáé ôÜóç V=12 Volt. Ðüóç åßíáé ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé êÜèå áíôéóôÜôç êáé ðüóç ç ôÜóç óôá Üêñá êÜèå áíôéóôÜôç;

2. Äýï áíôéóôÜóåéò R1=30 Ù êáé R2=60 Ù óõíäÝïíôáé ðáñÜëëçëá êáé óôéò Üêñåò ôïõ êõêëþìáôïò åöáñìüæåôáé ôÜóç V=120 Volt. Íá âñåßôå ôçí ïëéêÞ áíôßóôáóç ôïõ êõêëþìáôïò êáé ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôï êýêëùìá êáé êÜèå áíôßóôáóç.

3. Óôï ðáñáêÜôù êýêëùìá íá õðïëïãßóåôå: á) Ôçí éóïäýíáìç (ïëéêÞ) áíôßóôáóç ôïõ êõêëþìáôïò.

Κεφάλαιο 2

79

â) Ôçí ôÜóç ðïõ åöáñìüæåôáé óôá Üêñá êÜèå áíôßóôáóçò.ã) Ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé êÜèå áíôßóôáóç.

4. Óôï ðáñáêÜôù êýêëùìá íá õðïëïãßóåôå: á) Ôçí éóïäýíáìç (ïëéêÞ) áíôßóôáóç ôïõ êõêëþìáôïò. â) Ôçí ôÜóç ðïõ åöáñìüæåôáé óôá Üêñá êÜèå áíôßóôáóçò.ã) Ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé êÜèå áíôßóôáóç.

5. Äýï áíôéóôÜôåò R1 êáé R2 åßíáé óõíäåäåìÝíïé óå óåéñÜ êáé ôá Üêñá ôçò óõíäåóìïëïãßáò óõíäÝïíôáé ìå ôïõò ðüëïõò çëåêôñéêÞò ðçãÞò. Áí ãéá ôéò áíôéóôÜóåéò éó÷ýåé R1 = R2, íá áðïäåßîåôå üôé ïé ôÜóåéò V1 êáé V2 óôá Üêñá ôùí áíôéóôáôþí åßíáé ßóåò.

6. Óôç óõíäåóìïëïãßá ôïõ ðáñáêÜôù ó÷Þìáôïò íá õðïëïãßóåôå ôçí éóïäýíáìç áíôßóôáóç áí R1=2 Ù, R2=1 Ù, R3=4 Ù êáé R4=3 Ù.

7. Äýï áíôéóôÜôåò R1=60 Ù êáé R2=120 Ù óõíäÝïíôáé ðáñÜëëçëá ìåôáîý ôïõò êáé óå óåéñÜ ìå áõôïýò óõíäÝåôáé ôñßôïò áíôéóôÜôçò R3= 20 Ù. Óôá Üêñá ôïõ êõêëþìáôïò åöáñìüæåôáé ôÜóç V=150 Volt.

Κεφάλαιο 2

80

Íá ó÷åäéáóôåß ôï êýêëùìá êáé Ýðåéôá íá âñåèïýí:á) Ç óõíïëéêÞ áíôßóôáóç ôïõ êõêëþìáôïò.â) Ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé êÜèå áíôéóôÜôç.ã) Ç ôÜóç óôá Üêñá êÜèå áíôéóôÜôç.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΤΟΥ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ

×ñçóéìïðïßçóå êáé åöÜñìïóå ôéò Ýííïéåò ðïõ Ýìáèåò:

1. ÓõìðëÞñùóå ôéò ëÝîåéò ðïõ ëåßðïõí áðü ôï ðáñáêÜôù êåßìåíï, Ýôóé þóôå ïé ðñïôÜóåéò ðïõ ðñïêýðôïõí íá åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ïñèÝò:á. Ôçí ........................ êßíçóç ôùí ........................ Þ ãåíéêüôåñá ôùí ................. óù-ìáôéäßùí ôçí ïíïìÜ æïõìå çëåêôñéêü ñåýìá.â. Ïñßæïõìå ôçí ............... (É) ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé Ýíáí áãùãü ùò ôï ðçëßêï ôïõ............... (á) ðïõ äéÝñ÷åôáé áðü ìéá .................. ôïõ áãùãïý óå ..............................(À) ðñïò ôï...............................Óôç ãëþóóá ôùí ìáèçìáôéêþí É =------ Ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåý-ìáôïò åßíáé ............... ìÝãåèïò ........ êáé ìïíÜäá ìÝôñçóÞò ôçò óôï ÄéåèíÝò Óýóôçìá ÌïíÜäùí åßíáé ôï ................... Ôá üñãáíá ðïõ ÷ñç óéìïðïéïýìå ãéá íá ìåôñÜìå ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ïíïìÜæïíôáé ......................ã. ÊÜèå äéÜôáîç ðïõ áðïôåëåßôáé áðü ............... áãþãéìïõò «äñüìïõò», ìÝóù ôùí ïðïßùí ìðïñåß íá äéÝë èåé çëåêôñéêü ñåýìá ïíïìÜæåôáé .....................................ä. ÊÜèå óõóêåõÞ óôçí ïðïßá ìéá ìïñöÞ åíÝñãåéáò ìåôáôñÝðåôáé óå çëåêôñéêÞ ïíïìÜæåôáé ......................... åíÝñãåéáò. Ôï çëåêôñéêü óôïé÷åßï (ìðáôáñßá) Þ ï óõóóùñåõôÞò (ìðáôáñßá áõôïêéíÞôïõ) ìåôá ôñÝðåé ôçí ............... åíÝñãåéá óå çëåêôñéêÞ. Ç ãåííÞôñéá ìåôáôñÝðåé ôç ............... åíÝñ-ãåéá óå çëå êôñéêÞ. Ôï öùôïóôïé÷åßï ìåôáôñÝðåé ôçí åíÝñãåéá ôçò ..................... óå çëåêôñéêÞ, åíþ ôï èåñìïóôïé÷åßï ôç ................... åíÝñãåéá óå çëåêôñéêÞ.å. ÏíïìÜæïõìå çëåêôñéêÞ ............... Þ äéáöïñÜ ............... (íðçãÞò) ìåôáîý ôùí äýï ðüëùí ìéáò çëåêôñéêÞò ðçãÞò ôï ðçëßêï ôçò ............... (ÅçëåêôñéêÞ) ðïõ ðñïóöÝñåôáé áðü ôçí ðçãÞ óå çëåêôñüíéá óõíïëéêïý ............... (á) üôáí äéÝñ÷ïíôáé áðü áõôÞí ðñïò ôï ............. ÏíïìÜæïõìå ............... ôÜóç Þ äéá-öïñÜ ............... ìåôáîý ôùí äýï Üêñùí ôïõ êáôáíáëùôÞ, ôï ðçëßêï ôçò ............... ðïõ ìåôáöÝñïõí óôïí êáôáíáëùôÞ çëåêôñüíéá óõíïëéêïý ......... üôáí äéÝñ÷ïíôáé áðü áõôüí ðñïò ôï ...........

Κεφάλαιο 2

81

ÁðÜíôçóç á. ðñïóáíáôïëéóìÝíç, çëåêôñïíßùí, öïñôéóìÝíùíâ. Ýíôáóç, öïñôßïõ, äéáôïìÞ, ÷ñïíéêü äéÜóôçìá, ÷ñïíéêü äéÜóôçìá.

, èåìåëéþäåò, 1 Ampere, áìðåñüìåôñá.

ã. êëåéóôïýò, çëåêôñéêü êýêëùìá.ä. ðçãÞ çëåêôñéêÞò. ÷çìéêÞ, êéíçôéêÞ. áêôéíïâïëßáò, èåñìéêÞ.å. ôÜóç, äõíáìéêïý, åíÝñãåéáò, öïñôßïõ, öïñôßï. ÇëåêôñéêÞ, äõíáìéêïý,

åíÝñãåéáò, öïñôßïõ q, öïñôßï.

2. ÓõìðëÞñùóå ôéò ëÝîåéò ðïõ ëåßðïõí áðü ôï ðáñáêÜôù êåßìåíï Ýôóé þóôå ïé ðñïôÜóåéò ðïõ ðñïêýðôïõí íá åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ïñèÝò:á. ÇëåêôñéêÞ ............... (Â) åíüò çëåêôñéêïý äßðïëïõ ïíïìÜæåôáé ôï ðçëß-êï ôçò .............................. (V) ðïõ åöáñìüæåôáé óôïõò ðüëïõò ôïõ äßðïëïõ ðñïò ôçí ............ (É) ôïõ .............................. ðïõ ôï äéáññÝåé: Ñ =------. Ç ìïíÜäá áíôßóôáóçò óôï ÄéåèíÝò Óýóôçìá ÌïíÜäùí åßíáé ôï ......... (1 .....).........â. Ç áíôßóôáóç ôïõ ìåôáëëéêïý áãùãïý ðñïÝñ÷åôáé áðü ôéò ............... ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí ìå ôá ............... ôïõ ìåôÜëëïõ.ã. Ç Ýíôáóç (É) ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé Ýíá ìåôáëëéêü áãùãü åßíáé ............... ôçò äéá öïñÜò äõíáìéêïý (V) ðïõ åöáñìüæåôáé óôá Üêñá ôïõ ìå óôáèåñÜ áíáëïãßáò ôï ........ä. ÊÜèå äßðïëï ðïõ éêáíïðïéåß ôï íüìï ôïõ Ùì ïíïìÜæåôáé ............... êáé Ý÷åé ôçí éäéüôçôá íá ìåôá ôñÝðåé åî ïëïêëÞñïõ ôçí ............... åíÝñãåéá óå ................å. Ç áíôßóôáóç åíüò ìåôáëëéêïý óýñìáôïò óôáèåñÞò äéáôïìÞò óå üëï ôï ìÞêïò ôïõ: i) åßíáé ............... ôïõ ............... ôïõ (ℓ)…………. …………… ôïõ åìâáäïý (Á) ôçò äéáôïìÞò ôïõ, ii) åîáñôÜôáé áðü ôï ............. ôïõ ........... áðü ôï ïðïßï åßíáé êáôáóêåõáóìÝíï ôï óýñìá êáé áðü ôç ............... ôïõ áãù ãïý.óô. ¼ôáí ï ìåôáâëçôüò áíôéóôÜôçò ÷ñçóéìïðïéåßôáé ãéá íá ñõèìßæïõìå ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåý ìáôïò ðïõ äéáññÝåé ìéá óõóêåõÞ ïíï-ìÜæåôáé ..................... åíþ ãéá íá ñõèìßæïõìå ôçí çëåêôñéêÞ ôÜóçðïõ åöáñìüæåôáé óôïõò ðüëïõò ôçò ïíïìÜæåôáé ........................

ÁðÜíôçóçá. áíôßóôáóç, çëåêôñéêÞò ôÜóçò, Ýíôáóç, ñåýìáôïò,

Ùì (1

Ohm).â. Óõãêñïýóåéò, éüíôá.ã. áíÜëïãç, 1/R.ä. ÁíôéóôÜôçò, çëåêôñéêÞ, èåñìéêÞ.å. áíÜëïãç, ìÞêïõò, áíôéóôñüöùò áíÜëïãç, åßäïò, õëéêïý, èåñìïêñáóßá.óô. ñïïóôÜôçò, ðïôåíóéüìåôñï.

Κεφάλαιο 2

82

3. ÓõìðëÞñùóå ôéò ëÝîåéò ðïõ ëåßðïõí áðü ôï ðáñáêÜôù êåßìåíï, Ýôóé þóôå ïé ðñïôÜóåéò ðïõ ðñïêýðôïõí íá åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ïñèÝò:á. Ç ôÜóç VÁÃ óôá Üêñá ôïõ êõêëþìáôïò äýï ëáìðôÞñùí óõíäåäåìÝ-íùí óå óåéñÜ éóïýôáé ìå ôï ................. ôùí ôÜóåùí VÁÂ êáé VÂÃ óôá Üêñá êÜèå ëáìðôÞñá. Áõôü åßíáé áðïôÝëåóìá ôçò áñ÷Þò ............................. ôçò .......................â. Ç Ýíôáóç (É) ôïõ ïëéêïý çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé Ýíá êýêëùìá äýï ëáìðôÞñùí óõíäåäå ìÝíùí ðáñÜëëçëá åßíáé ßóç ìå ôï .................. ôùí ............... (É1 êáé É2) ôùí .................... ðïõ äéáññÝ ïõí ôïõò äýï ëáìðôÞñåò. Áõôü åßíáé áðïôÝëåóìá ôçò áñ÷Þò ............... ôïõ .....................................

ÁðÜíôçóçá. Üèñïéóìá, äéáôÞñçóçò, åíÝñãåéáò.â. Üèñïéóìá, åíôÜóåùí, ñåõìÜôùí. ÄéáôÞñçóçò, çëåêôñéêïý öïñôßïõ.


4. Íá ðñáãìáôïðïéÞóåéò ôï êýêëùìá ðïõ ðáñéóôÜíåôáé óôçí åéêüíá ôçò äéðëáíÞò óåëßäáò. ÆùãñÜöéóå óôï ôåôñÜäéü óïõ ôç ó÷çìá-ôéêÞ ôïõ áíáðáñÜ óôáóç. Íá ðåñéãñÜøåéò ôé èá óõìâåß ìåôÜ ôï êëåßóéìï ôïõ äéáêü ðôç ÷ñçóéìïðïéþíôáò ôéò Ýííïéåò «çëåêôñéêÞ ôÜóç», «çëåêôñéêü ñåý-ìá», «çëåêôñéêü êýêëùìá», «çëåêôñéêü ðåäßï», «åëåýèåñá çëåêôñü-íéá».

ÁðÜíôçóç Ìå ôï êëåßóéìï ôïõ äéáêüðôç ç çëåêôñéêÞ ôÜóç ìåôáîý ôùí ðüëùí

ôçò ìðáôáñßáò (ðïõ áðïôåëåß çëåêôñéêÞ ðçãÞ) åßíáé õðåýèõíç ãéá ôç äçìéïõñãßá çëåêôñéêïý ñåýìáôïò.

Ôï ôåëåõôáßï äéáññÝåé ôï çëåêôñéêü êýêëùìá ïðüôå ôï ëáìðÜêé öù-ôïâïëåß.

Áõôü óõìâáßíåé ãéáôß ç êßíçóç ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí ðïõ áðï-ôåëåß ôï çëåêôñéêü ñåýìá ìðïñåß áñ÷éêÜ íá åðéâñáäýíåôáé ëüãù ôùí óõãêñïýóåùí ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí ìå ôá éüíôá ôïõ óýñìáôïò, üìùò ìå ôçí åðßäñáóç ôïõ çëåêôñéêïý ðåäßïõ ôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá èá åðéôá÷ýíïíôáé îáíÜ êáé èá óõíå÷ßóïõí ôçí êßíçóÞ ôïõò.

ÁõôÞ ç äéáäéêáóßá åðáíáëáìâÜíåôáé äéáñêþò, ïðüôå ôåëéêÜ åðéêñáôåß ìéá óôáèåñÞ ìÝóç ôá÷ýôçôá ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí êáôÜ ìÞêïò ôïõ óýñìáôïò. Óôï áêüëïõèï ó÷Þìá ç ìðáôáñßá åßíáé ç ðçãÞ, ï äéáêü-

Κεφάλαιο 2

83

ðôçò åéêïíßæåôáé ìå ôï ãñÜììá ä êáé ôï ëáìðÜêé ðáñéóôÜíåôáé ìå ôçí áíôßóôáóç R.

5. ÄéáèÝôåéò ìéá ìðáôáñßá, Ýíá ëáìðôÞñá, Ýíá áìðåñüìåôñï, Ýíá âïë ôüìåôñï, Ýíá äéáêüðôç êáé êáëþäéá. Ðñáãìáôïðïßçóå Ýíá êýêëùìá ôÝôïéï þóôå üôáí êëåßíåéò ôï äéáêüðôç, ï ëáìðôÞñáò íá öùôïâïëåß, åíþ ôï áìðåñüìåôñï íá äåß÷íåé ôçí Ýíôáóç ôïõ çëå-êôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôï ëáìðôÞñá êáé ôï âïëôüìåôñï ôçí çëåêôñéêÞ ôÜóç óôá Üêñá ôïõ. Íá ó÷åäéÜóåéò ôç ó÷çìáôéêÞ áíáðáñÜóôáóç ôïõ ðáñáðÜíù êõêëþìáôïò êáèþò êáé ôç óõì-âáôéêÞ öïñÜ ôïõ ñåýìáôïò.

ÁðÜíôçóçÔï áìðåñüìåôñï èá ðñÝðåé íá óõíäåèåß áíÜìåóá óôçí ìðáôáñßá

êáé óôï ëáìðôÞñá, Ýôóé þóôå íá äåß÷íåé ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôï êýêëùìá. Ôï âïëôüìåôñï ðñÝðåé íá óõíäåèåß ðáñÜëëçëá ìå ôï ëáìðôÞñá ãéá íá ìåôñÜåé ôç äéáöïñÜ äõíáìéêïý óôá Üêñá ôïõ. Ç óõìâáôéêÞ öïñÜ ôïõ ñåýìáôïò åßíáé áíôßèåôç áðü ôç öïñÜ êßíçóçò ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí. Óôï ðáñáðÜíù ó÷Þìá ôï ëáìðÜêé ðáñéóôÜíåôáé ìå ôçí áíôßóôáóç R.

6. Íá êáôáóêåõÜóåéò ôï êýêëùìá ðïõ ðáñéóôÜíåôáé óôçí åéêüíá ôçò åðüìåíçò óåëßäáò. Áí êëåßóåéò ôï äéáêüðôç, ôé ðåñéìÝíåéò íá óõìâåß; Íá ÷áñáêôçñßóåéò ìå Ó ôéò ðñïôÜóåéò ôùí ïðïßùí ôï ðåñéå÷üìåíï åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ïñèü êáé ìå Ë áõôÝò ðïõ ôï ðåñéå÷üìåíü ôïõò åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ëáíèáóìÝíï. á) Óôï åóùôåñéêü ôïõ ìåôáëëéêïý óýñìáôïò ôïõ ëáìðôÞñá Ý÷åé

Κεφάλαιο 2

84

äçìéïõñ ãçèåß Ýíá çëåêôñéêü ðåäßï.â) ÊáôÜ ìÞêïò ôïõ óýñìáôïò êéíïýíôáé åëåýèåñá çëåêôñüíéá ðïõ ðáñÜ ãïíôáé áðü ôçí ìðáôáñßá.ã) ÊáôÜ ìÞêïò ôïõ óýñìáôïò êéíïýíôáé ôá èåôéêÜ éüíôá ôïõ ìåôÜëëïõ áðü ôï ïðïßï Ý÷åé êáôáóêåõáóôåß ôï óýñìá ôïõ ëáìðôÞñá.ä) Ôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá ôïõ ìåôáëëéêïý óýñìáôïò áëëçëåðéäñïýí ìå ôá éüíôá ôïõ ìåôÜëëïõ êáé ìåôá öÝñïõí ó’ áõôÜ Ýíá ìÝñïò ôçò êéíçôéêÞò ôïõò åíÝñãåéáò.å) Ç åíÝñãåéá ðïõ ìåôáöÝñåôáé óõíïëéêÜ óôá éüíôá ôïõ óýñìáôïò áðü êÜèå çëåêôñüíéï ðïõ êéíåßôáé áðü ôï Ýíá Üêñï ôïõ ëáìðôÞñá óôï Üëëï åßíáé áíÜëïãç ôçò çëåêôñéêÞò ôÜóçò ðïõ åöáñìüæåôáé óôá Üêñá ôïõ.

ÁðÜíôçóç

á Óâ Óã Ëä Óå Ë

7. Íá ÷áñáêôçñßóåéò ìå Ó ôéò ðñïôÜóåéò ôùí ïðïßùí ôï ðåñéå÷üìå-íï åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ïñèü êáé ìå Ë áõôÝò ðïõ ôï ðåñéå÷üìåíü ôïõò åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ëáíèáóìÝíï.Ç áíôßóôáóç åíüò ìåôáëëéêïý áãùãïý:á) Ìåãáëþíåé üôáí áõîÜíïõìå ôçí ôÜóç ðïõ åöáñìüæïõìå óôá Üêñá ôïõ, åíþ ç èåñìïêñáóßá ôïõ äéá ôçñåßôáé óôáèåñÞ. â) Ìåãáëþíåé üôáí áõîÜíïõìå ôç èåñìïêñáóßá ôïõ, åíþ ç çëåêôñéêÞ ôÜóç ðïõ åöáñìüæåôáé óôá Üêñá ôïõ ðáñáìÝíåé óôáèåñÞ. ã) Ìåãáëþíåé üôáí áõîÜíïõìå ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ ôïí äéáññÝåé, åíþ ç èåñìï êñáóßá ôïõ äéáôçñåßôáé óôáèåñÞ. ä) Åßíáé ßóç ìå ôï ðçëßêï ôçò Ýíôáóçò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áãùãü ðñïò ôçí çëåêôñéêÞ ôÜóç ðïõ åöáñìüæïõìå óôá Üêñá ôïõ.

Κεφάλαιο 2

85

å) ÅîáñôÜôáé áðü ôï õëéêü ôïõ áãùãïý.óô) Äå ìåôáâÜëëåôáé áí äéðëáóéÜóïõìå óõã÷ñüíùò ôï ìÞêïò ôïõ áãùãïý êáé ôï åìâáäüí ôçò äéáôïìÞò ôïõ. Íá áéôéïëïãÞóåéò ðåñéëç-ðôéêÜ ôéò áðáíôÞóåéò óïõ.

ÁðÜíôçóçá Ë. Ç áíôßóôáóç äåí åîáñôÜôáé áðü ôçí ôÜóç ðïõ åöáñìüæåôáé

óôá Üêñá ôïõ.â Ó. Ç áíôßóôáóç åîáñôÜôáé áðü ôç èåñìïêñáóßá ôïõ áãùãïý êáé

ìÜëéóôá áõîÜíåé ìå áýîçóç ôçò èåñìïêñáóßáò. ã Ë. Ç áíôßóôáóç äåí åîáñôÜôáé áðü ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ

äéáññÝåé ôïí áãùãü. ä Ë. Ç áíôßóôáóç éóïýôáé ìå ôï ðçëßêï ôçò ôÜóçò ðïõ åöáñìüæå-

ôáé ðñïò ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áãùãü êáé ü÷é ôï ðçëßêï ôçò Ýíôáóçò ôïõ ñåýìáôïò ðñïò ôçí ôÜóç.

å Ó. Ç åîÜñôçóç áõôÞ ðåñéãñÜöåôáé ìå ôçí åéäéêÞ áíôßóôáóç ñ ôïõ õëéêïý.

óô Ó. Áðü ôç ó÷Ýóç ðïõ äßíåôáé ðáñáôçñïýìå üôé ãéá äéðëáóéáóìü ôïõ ìÞêïõò êáé ôáõôü÷ñïíï äéðëáóéáóìü ôïõ åìâáäïý ôçò äéáôïìÞò ôïõ ç áíôßóôáóç ðáñáìÝíåé óôáèåñÞ.

8. Ç áíôßóôáóç åíüò áãùãïý äéðëáóéÜæåôáé üôáí äéðëáóéÜæïõìå ôçí çëåêôñéêÞ ôÜóç óôá Üêñá ôïõ. Õðá êïýåé ï áãùãüò áõôüò óôï íüìï ôïõ Ùì; Íá áéôéïëïãÞóåéò ôçí áðÜíôçóÞ óïõ.

ÁðÜíôçóçÏ áãùãüò áõôüò äåí õðáêïýåé óôï íüìï ôïõ Ùì. Óýìöùíá ìå ôï

íüìï ôïõ Ùì ç áíôßóôáóç äå èá Ýðñåðå íá åîáñôÜôáé áðü ïðïéáäÞðïôå ìåôáâïëÞ ôçò çëåêôñéêÞò ôÜóçò. Åöüóïí üìùò äéðëáóéÜæåôáé ç áíôß-óôáóç ìå äéðëáóéáóìü ôçò çëåêôñéêÞò ôÜóçò, ï áãùãüò äåí õðáêïýåé óôï íüìï ôïõ Ùì.

9. Äýï áíôéóôÜôåò Ý÷ïõí ßäéï ìÞêïò êáé åìâáäüí äéáôïìÞò êáé âñßóêïíôáé óôçí ßäéá èåñìïêñáóßá. Ùóôüóï ðáñïõóéÜæïõí äéá-öïñåôéêÞ áíôßóôáóç. Ðþò åîçãåßò ôï öáéíüìåíï áõôü;

ÁðÜíôçóçÏé áíôéóôÜôåò ìðïñåß íá Ý÷ïõí äéáöïñåôéêÞ áíôßóôáóç R ãéáôß ðñï-

öáíþò èá Ý÷ïõí äéáöïñåôéêÞ åéäéêÞ áíôßóôáóç ñ, äçëáäÞ èá åßíáé êá-ôáóêåõáóìÝíïé áðü äéáöïñåôéêü õëéêü.

Èõìßæïõìå ôç ó÷Ýóç ðïõ äßíåé ôçí áíôßóôáóç åíüò áãùãïý

üðïõ öáßíåôáé ç åîÜñôçóç ôçò áíôßóôáóçò.

Κεφάλαιο 2

86

10. Óôçí ðáñáêÜôù åéêüíá âëÝðåéò ôç ó÷çìáôéêÞ áíáðáñÜóôáóç åíüò çëåêôñéêïý êõêëþìáôïò. Íá ó÷åäéÜóåéò ôç öïñÜ ôïõ ñåý-ìáôïò ðïõ äéÝñ÷åôáé áðü êÜèå áíôéóôÜôç. Íá ÷áñáêôçñßóåéò ìå Ó ôéò ðñïôÜ óåéò ôùí ïðïßùí ôï ðåñéå÷üìåíï åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ïñèü êáé ìå Ë áõôÝò ðïõ ôï ðåñéå÷üìåíü ôïõò åßíáé åðéóôçìï-íéêÜ ëáíèáóìÝíï.á) Ïé áíôéóôÜôåò R1 êáé R2 óõíäÝïíôáé óå óåéñÜ.â) Ïé áíôéóôÜôåò R2 êáé R3 óõíäÝïíôáé ðáñÜëëçëá.ã) Ïé áíôéóôÜôåò R3 êáé R4 óõíäÝïíôáé óå óåéñÜ.ä) Ï áíôéóôÜôçò R2 óõíäÝåôáé ðáñÜëëçëá ìå ôïí éóïäýíáìï áíôéóôÜôç ôùí R3 êáé R4.å) Ï áíôéóôÜôçò R1 óõíäÝåôáé óå óåéñÜ ìå ôïí éóïäýíáìï áíôéóôÜôç ôùí R2, R3 êáé R4.óô) Ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç R1 åßíáé ßóç ìå ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåý ìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí R2.æ) Ç ôÜóç óôá Üêñá ôïõ R2 åßíáé ßóç ìå ôï Üèñïéóìá ôùí ôÜóåùí óôá Üêñá ôùí áíôéóôáôþí R3 êáé R4.ç) Ôá çëåêôñéêÜ ñåýìáôá ðïõ äéáññÝïõí ôéò R3 êáé R4 Ý÷ïõí ßóåò åíôÜóåéò.è) Ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí R1 åßíáé ßóç ìå ôï Üèñïé-óìá ôùí åíôÜóåùí ôùí ñåõìÜôùí ðïõ äéáññÝïõí ôïõò áíôéóôÜôåò R2 êáé R3.é) Ç ôÜóç óôïõò ðüëïõò ôçò ðçãÞò (Á, Â) åßíáé ßóç ìå ôï Üèñïéóìá ôùí ôÜóåùí óôá Üêñá ôùí áíôéóôáôþí R1 êáé R2.Íá áéôéïëïãÞóåéò ðåñéëçðôéêÜ ôéò åðéëïãÝò óïõ.

ÁðÜíôçóçá Ë. ×ùñßæïíôáé áðü ôïí êüìâï óôï Ã.â Ë. Ãéá íá óõíäÝïíôáí ïé áíôéóôÜóåéò R2 êáé R3 ðáñÜëëçëá, èá

Ýðñåðå íá Ý÷ïõí êïéíÜ Üêñá.ã Ó. ä Ó.å Ó.óô Ë. Ôï çëåêôñéêü ñåýìá ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç R1 üôáí

öôÜíåé óôï Ã, Ýíá ìÝñïò ìüíï äéáññÝåé ôïí R2, åíþ ôï õðüëïéðï äéáñ-

Κεφάλαιο 2

87

ñÝåé ôïõò áíôéóôÜôåò R3 êáé R4. æ Ó.ç Ó.è Ó.é Ó.

11. ÄéáèÝôåéò äýï ëáìðôÞñåò äéáöïñåôéêþí áíôéóôÜóåùí, R1 êáé R2, ìßá ìðáôáñßá êáé êáëþäéá. Íá ðñáã ìáôïðïéÞóåéò Ýíá êýêëùìá Ýôóé þóôå íá äéáññÝåé ôïõò ëáìðôÞñåò ôï ßäéï çëåêôñéêü ñåýìá. Ðþò èá ìåôáâëçèåß ç öùôïâïëßá êÜèå ëáìðôÞñá áí óõíäÝóïõ-ìå (âñá÷õêõêëþóïõìå) ôá Üêñá åíüò åî áõôþí ìå Ýíá ÷ïíôñü êáëþäéï áìåëçôÝáò áíôßóôáóçò. Ðþò ìðïñåßò íá åîçãÞóåéò ôï öáéíüìåíï áõôü; Óå êÜèå ðåñßðôùóç íá ó÷åäéÜóåéò ôç ó÷çìáôéêÞ áíáðáñÜóôáóç ôïõ êõêëþìáôïò.

ÁðÜíôçóçÃéá íá äéáññÝïíôáé ïé ëáìðôÞñåò áðü ôï ßäéï ñåýìá, èá ðñÝðåé íá åßíáé

óõíäåìÝíïé óå óåéñÜ üðùò öáßíåôáé óôï äéðëáíü ó÷Þìá.Áí óõíäÝóïõìå ôá Üêñá ôïõ áíôéóôÜôç R2 ìå êáëþäéï áìåëçôÝáò

áíôßóôáóçò, ôüôå ïëüêëçñï ôï ñåýìá ðïõ èá ðåñÜóåé áðü ôï R1 äå èá ðåñÜóåé áðü ôï R2 áëëÜ áðü ôï êáëþäéï ãýñù áðü áõôü ãéáôß åêåß äå óõ-íáíôÜåé áíôßóôáóç. ¸ôóé ï ëáìðôÞñáò ôçò áíôßóôáóçò R1 èá öùôïâïëåß, åíþ ï ëáìðôÞñáò ôçò áíôßóôáóçò R2 èá óôáìáôÞóåé íá öùôïâïëåß.

12. ÄéáèÝôåéò äýï ëáìðôÞñåò äéáöïñåôéêþí áíôéóôÜóåùí R1 êáé R2, ìßá ìðáôáñßá êáé êáëþäéá. Íá ðñáãìá ôïðïéÞóåéò Ýíá êýêëùìá Ýôóé þóôå óôïõò äýï ëáìðôÞñåò íá åöáñìüæåôáé ç ßäéá äéáöïñÜ äõíáìéêïý. Ðþò èá ìåôáâëçèåß ç öùôïâïëßá êÜèå ëáìðôÞñá áí óõíäÝóïõìå (âñá÷õêõêëþóïõìå) ôá Üêñá åíüò åî áõôþí ìå Ýíá ÷ïíôñü êáëþäéï áìåëçôÝáò áíôßóôáóçò; Ðþò èá ìåôáâëçèåß óôçí ðåñßðôùóç áõôÞ ôï çëå êôñéêü ñåýìá ðïõ äéáññÝåé ôçí ðçãÞ; Ðþò ìðïñåßò íá åîçãÞóåéò ôï öáéíüìåíï áõôü; Óå êÜèå ðåñß ðôùóç ó÷åäßáóå ôç ó÷çìáôéêÞ áíáðáñÜóôáóç ôïõ êõêëþìáôïò.

Κεφάλαιο 2

88

ÁðÜíôçóçÃéá íá åöáñìüæåôáé ç ßäéá äéáöïñÜ äõíáìéêïý óôïõò äýï áíôéóôÜôåò,

èá ðñÝðåé áõôïß íá åßíáé óõíäåìÝíïé ðáñÜëëçëá ìåôáîý ôïõò. Áí óõíäÝóïõìå ìå êáëþäéï áìåëçôÝáò áíôßóôáóçò Ýíáí áðü áõôïýò,

ôüôå èá ó÷çìáôéóôåß âñá÷õêýêëùìá êáé ïëüêëçñï ôï ñåýìá èá åðéëÝîåé íá äéáññÝåôáé áðü ôïí áãùãü ðïõ äåí ðáñïõóéÜæåé áíôßóôáóç, ïðüôå èá óôáìáôÞóïõí íá öùôïâïëïýí êáé ïé äýï ëáìðôÞñåò ëüãù ôçò ßäéáò çëåêôñéêÞò ôÜóçò ðïõ Ý÷ïõí.

ΑΣΚΗΣΕΙΣ

1. Ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò óôçí ïèüíç åíüò çëåêôñïíé-êïý õðïëïãéóôÞ åßíáé 320 ìÁ. Ðüóá çëå êôñüíéá «÷ôõðïýí» ôçí åðéöÜíåéá ôçò ïèüíçò ôïõ õðïëïãéóôÞ êÜèå äåõôåñüëåðôï; Ôï óôïé÷åéþäåò çëå êôñéêü öïñôßï åßíáé e=1,6x10-19 C.

Ëýóç Ãíùñßæïõìå üôé ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò äßíåôáé áðü ôç ó÷Ýóç

üðïõ:É ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò, q ôï óõíïëéêü öïñôßï ðïõ ÷ôõðÜ ôçí ïèüíç ôïõ õðïëïãéóôÞt ï ÷ñüíïò ðïõ äéáñêåß ç åðáöÞ (óôçí ðåñßðôùóç ìáò 1 s).Õðïëïãßæïõìå áðü ôçí ðáñáðÜíù ó÷Ýóç ôï óõíïëéêü öïñôßï

Ãíùñßæïõìå üôé ôï öïñôßï ôïõ åíüò çëåêôñïíßïõ åßíáé e=1,6x10-19 C, ïðüôå

çëåêôñüíéá ÷ôõðïýí óôçí ïèüíç åíüò õðïëïãéóôÞ.

2. ¸íáò ëáìðôÞñáò óõíäÝåôáé, ìå ôç âïÞèåéá êáëùäßùí, óå óåéñÜ ìå Ýíá áìðåñüìåôñï êáé ìéá ìðáôáñßá êáé öùôïâïëåß. Ç çëåêôñé-

Κεφάλαιο 2

89

êÞ ôÜóç óôïõò ðüëïõò ôçò ìðáôáñßáò åßíáé 9 V. Ç Ýíäåéîç ôïõ áìðåñïìÝôñïõ åßíáé É =1,5 Á.á. Ðüóï çëåêôñéêü öïñôßï äéÝñ÷åôáé áðü ìéá äéáôïìÞ ôïõ óýñìáôïò ôïõ ëáìðôÞñá áíÜ äåõôåñüëåðôï;â. Ðüóï çëåêôñéêü öïñôßï äéÝñ÷åôáé áðü ôçí ìðáôáñßá áíÜ äåõôå-ñüëåðôï;ã. Ðüóç åßíáé ç ÷çìéêÞ åíÝñãåéá ôçò ìðáôáñßáò ðïõ ìåôáôñÝðåôáé óå éóïäýíáìç çëåêôñéêÞ áíÜ äåõôå ñüëåðôï;

Ëýóç á. Áðü ôç ó÷Ýóç õðïëïãßæïõìå ôï öïñôßï ãíùñßæïíôáò üôé

É=1,5 Á êáé t=1 s. ¸ôóé

â. Ôï çëåêôñéêü öïñôßï ðïõ äéÝñ÷åôáé áðü ôçí ìðáôáñßá óå 1 s åßíáé ôï ßäéï ìå áõôü ðïõ ðåñíÜåé áðü ìéá äéáôïìÞ ôïõ óýñìáôïò ôïõ ðáñá-ðÜíù êõêëþìáôïò. ¸ôóé q=1,5 C.

ã. Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ìðïñåß íá õðïëïãéóôåß áðü ôç ó÷Ýóç

Ç ÷çìéêÞ åíÝñãåéá èá éóïýôáé ìå ôçí çëåêôñéêÞ, ïðüôå Å÷çìéêÞ=13,5 J.

3. ¸íá ìïôïðïäÞëáôï êáé Ýíá É.×. áõôïêßíçôï ÷ñçóéìïðïéïýí êáé ôá äýï ìðáôáñßåò ßäéáò ôÜóçò 12 V, ïé ïðïßåò ìðïñïýí íá äéáêé-íÞóïõí äéáöïñåôéêÞ ðïóüôçôá çëåêôñéêïý öïñôßïõ. Áí õðïèÝ-óïõìå üôé ç ìðá ôáñßá ôïõ ìïôïðïäçëÜôïõ ìðïñåß íá äéáêéíÞóåé öïñôßï 4 êC êáé ôïõ áõôïêéíÞôïõ 30 êC, íá õðïëïãß óåéò ôï ìÝãé-óôï ðïóü åíåñãåßáò ðïõ ìðïñåß êÜèå ìðáôáñßá íá ðñïóöÝñåé.

Ëýóç Ãíùñßæïõìå üôé ç çëåêôñéêÞ ôÜóç óõíäÝåôáé ìå ôçí åíÝñãåéá ðïõ

ìåôáöÝñïõí óôïí êáôáíáëùôÞ ôá öïñôßá q ìå ôç ó÷Ýóç

ïðüôå:

¼ðïõ ôï ðïóü ôçò åíÝñãåéáò ðïõ ìðïñåß íá ðñïóöÝñåé ôï ðñþôï öïñôßï êáé ôï ðïóü ôçò åíÝñãåéáò ðïõ ìðïñåß íá ðñïóöÝñåé ôï äåýôåñï öïñôßï.

4. ¸íáò áíôéóôÜôçò Ý÷åé áíôßóôáóç 50 Ù. ÓõíäÝïõìå ôá Üêñá ôïõ áíôéóôÜôç ìå ôïõò ðüëïõò ìéáò ìðáôáñßáò. Óôïõò ðüëïõò ôçò

Κεφάλαιο 2

90

ìðáôáñßáò óõíäÝïõìå êáé Ýíá âïëôüìåôñï. Ç Ýíäåéîç ôïõ âïë-ôüìåôñïõ åßíáé 5 V.á. Íá áíáðáñáóôÞóåéò óôï ôåôñÜäéü óïõ ôç ó÷çìáôéêÞ áíáðáñÜóôá-óç ôïõ áíôßóôïé÷ïõ êõêëþìáôïò. â Íá ó÷åäéÜóåéò ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç êáé ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôçí ðçãÞ.

Ëýóç Ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç êáé

ôçí ðçãÞ èá Ý÷åé ôçí ßäéá ôéìÞ, ðïõ èá åßíáé

5. ¸íáò ìáèçôÞò åíäéáöÝñåôáé íá äéáðéóôþóåé áí ï çëåêôñéêüò êéíçôÞñáò åíüò áõôïêßíçôïõ-ðáé÷íéäéïý õðáêïýåé óôï íüìï ôïõ Ùì. Ðñáãìáôïðïé åß ôï êýêëùìá ôçò ðáñáðÜíù åéêüíáò. Ìåôá-âÜëëåé ôçí ôÜóç ðïõ åöáñ ìüæåôáé óôïõò ðüëïõò ôïõ äßðïëïõ (êéíçôÞñá) êáé ìå Ýíá áìðåñüìåôñï ìåôñÜ ôçí Ýíôáóç ôïõ çëå-êôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ ôïí äéáññÝåé. Óôç óõíÝ÷åéá êáôáãñÜöåé ôá áðïôåëÝóìáôá ôùí ìåôñÞóåþí ôïõ óôïí ðßíáêá Á1. Ðïéï ôñü ðï åðåîåñãáóßáò ôùí äåäïìÝíùí ôïõ ðßíáêá èá ðñüôåéíåò óôï ìá-èçôÞ ðñïêåéìÝíïõ íá áðáíôÞóåé óôï åñþôçìá ôïõ; Áéôéïëüãçóå ôçí ðñüôáóÞ óïõ.

ËýóçÃéá íá äéáðéóôþóïõìå áí ïé ðáñáðÜíù ìåôñÞóåéò õðáêïýïõí óôï

íüìï ôïõ Ùì, ðñÝðåé êÜèå öïñÜ ï ëüãïò ôçò ôÜóçò óôïí êéíçôÞñá ìå

Κεφάλαιο 2

91

ôçí Ýíôáóç ðïõ ìåôñÜ ôï áìðåñüìåôñï íá åßíáé ï ßäéïò. Áõôüò ï ëüãïò èá åßíáé ç áíôßóôáóç ôïõ êõêëþìáôïò. ÄçëáäÞ

Áðü êÜèå æåýãïò ôéìþí õðïëïãßæïõìå ôï ëüãï

¸ôóé

Ìå áíÜëïãï ôñüðï âñßóêïõìå üôé:R2=100 Ùì, R3=171,43 Ùì R4=170,21 Ùì R5=163,9 Ùì. ¸ôóé, ëüãù ôçò äéáöï-

ñåôéêÞò ôéìÞò ôçò áíôßóôáóçò ðïõ âñßóêïõìå êÜèå öïñÜ, óõìðåñáßíïõìå üôé ï çëåêôñéêüò êéíçôÞñáò ôïõ áõôïêéíÞôïõ-ðáé÷íéäéïý äåí õðáêïýåé óôï íüìï ôïõ Ùì.

6. ¸íá óýñìá áðü ÷ñùìïíéêåëßíç Ý÷åé ìÞêïò 47,1 m êáé äéÜìåôñï 2 mm. Íá õðïëïãßóåéò ôçí áíôßóôáóç ôïõ óýñìáôïò ôçò ÷ñùìï-íéêåëßíçò ëáìâÜíïíôáò õðüøç ôá äåäïìÝíá ôïõ ðßíáêá 2.2 ôçò óåëßäáò 50.

ËýóçÁðü ôïí ðßíáêá 2.2 ôçò óåëßäáò 50 ðáñáôçñïýìå üôé ç åéäéêÞ áíôßóôá-

óç ôçò ÷ñùìïíéêåëßíçò åßíáé ñ=100 =10-6 ÙÇ áíôßóôáóç ôïõ óýñìáôïò èá õðïëïãßæåôáé áðü ôç ó÷Ýóç

üðïõ R ç áíôßóôáóç ôïõ óýñìáôïò, l ôï ìÞêïò ôïõ áãùãïý, êáé Á ôï åìâáäüí ôïõ óýñìáôïò.

Áðü ôá ìáèçìáôéêÜ ãíùñßæïõìå üôé ãéá êýêëï

Κεφάλαιο 2

92

m2,

ðïõ åßíáé ôï åìâáäüí ôçò äéáôïìÞò ôïõ óýñìáôïò. ¸ôóé,

7. Ðñüêåéôáé íá óõíäÝóåéò Ýíá ìéêñüöùíï ôï ïðïßï Ý÷åé áíôßóôá-óç 4 Ù ìå ôï óôåñåïöùíéêü óïõ óõãêñüôçìá ðïõ âñßóêåôáé óå áðüóôáóç 15 m áðü áõôü. Ç áíôßóôáóç ôùí êáëùäßùí ðïõ èá ÷ñçóéìïðïéÞóåéò ãéá ôç óýíäåóç äå èÝëåéò íá îåðåñíÜ ôá 0,25 Ù. Õðïëüãéóå ôç äéÜìåôñï ôïõ ÷Üëêéíïõ óýñìáôïò ðïõ èá ÷ñçóéìïðïéÞóåéò ãéá ôç óýíäåóç, ëáìâÜíïíôáò õðüøç ôéò ôéìÝò ãéá ôçí åéäéêÞ áíôßóôáóç ôïõ ÷áëêïý áðü ôïí ðßíáêá 2.2 ôçò óåëßäáò 50.

ËýóçÁðü ôïí ðßíáêá 2.2 ôçò óåëßäáò 50 (âëÝðå ðñïçãïýìåíç Üóêçóç)

ðáñáôçñïýìå üôé ç åéäéêÞ áíôßóôáóç ôïõ ÷áëêïý åßíáé ñ=1,72 Ù Ãíùñßæïíôáò ôçí áíôßóôáóç R=0,25 Ù, ôï ìÞêïò ôïõ ÷Üëêéíïõ óýñìáôïò l=15 m êáé ôçí åéäéêÞ áíôßóôáóç ôïõ ÷áëêïý ìðïñïýìå íá õðïëïãßóïõìå ôï åìâáäüí Á ôçò äéáôïìÞò ôïõ ÷Üëêéíïõ óýñìáôïò. ¸ôóé, áðü ôç ó÷Ýóç

.

Ôï åìâáäüí ôçò äéáôïìÞò ôïõ óýñìáôïò åßíáé Á=103,2 x 10-8 m2. ¼ìùò ïðüôå:

Κεφάλαιο 2

93

Ç äéÜìåôñïò åßíáé ôï äéðëÜóéï ôçò áêôßíáò, ïðüôå ä=2 .

8. Óôá Üêñá åíüò êáëùäßïõ ìå óýñìá áðü ÷ñùìïíéêåëßíç óõíäÝïõ-ìå ôïõò ðüëïõò ìéáò ìðáôáñßáò. Ñåý ìá Ýíôáóçò 1 mÁ äéáññÝåé ôï êáëþäéï. Êüâïõìå ôï êáëþäéï óôç ìÝóç, óõãêïëëïýìå ôá Üêñá ôùí êïììáôéþí êáé óôá Üêñá ôçò óõóôïé÷ßáò óõíäÝïõìå ôïõò ðüëïõò ôçò ßäéáò ôçò ìðáôáñßáò. Ðüóç åßíáé ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôçí ìðáôáñßá ó’ áõôÞ ôçí ðåñßðôùóç;

ËýóçÓôçí ðåñßðôùóç áõôÞ ç áíôßóôáóç äåí Ý÷åé áëëÜîåé ãéáôß åíþ äéðëá-

óéÜóôçêå ôï åìâáäüí ôçò äéáôïìÞò ôïõ óýñìáôïò, ôï ìÞêïò ôïõ óýñìá-ôïò Ý÷åé õðïäéðëáóéáóôåß Ýôóé þóôå ôåëéêÜ ç áíôßóôáóç íá äéáôçñÞóåé óôáèåñÞ ôçí ôéìÞ ôçò. Åöüóïí êáé ç ôÜóç ôçò ìðáôáñßáò åßíáé ç ßäéá, ôï çëåêôñéêü ñåýìá èá ðáñáìåßíåé ôï ßäéï.

9. ÄéáèÝôïõìå ìßá ìðáôáñßá, Ýíá áìðåñüìåôñï, ôñßá âïëôüìåôñá, äýï áíôéóôÜôåò áíôéóôÜóåùí R1=40 Ù êáé R2=60 Ù, êáèþò êáé êáëþäéá. Ðñáãìáôïðïéïýìå ôï êýêëùìá, ç ó÷çìáôéêÞ áíáðáñÜ-óôáóç ôïõ ïðïßïõ ðáñïõóéÜæåôáé óôç óõíÝ÷åéá. ÌåôÜ ôï êëåß-óéìï ôïõ äéáêüðôç ä ç Ýíäåéîç ôïõ âïëôüìåôñïõ åßíáé V=6 V. Íá õðïëïãßóåéò: á) Ôçí éóïäýíáìç áíôßóôáóç ôïõ êõêëþìáôïò êáèþò êáé ôçí Ýíäåéîç ôïõ áìðåñïìÝôñïõ.â) Ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç R1.ã) Ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç R2.ä) Ôéò åíäåßîåéò ôùí âïëôüìåôñùí V1 êáé V2.

Ëýóçá) Ç éóïäýíáìç áíôßóôáóç èá åßíáé:Rïë=R1+R2 åðåéäÞ ïé áíôéóôÜôåò åßíáé óõíäåìÝíïé óå óåéñÜ. ¸ôóé,

Κεφάλαιο 2

94

Rïë=40+60=100 Ù. Ç Ýíäåéîç ôïõ áìðåñïìÝôñïõ äåß÷íåé ôï óõíïëéêü çëåêôñéêü ñåýìá óôï êýêëùìá, ïðüôå

â-ã) Ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé êáé ôïõò äýï áíôéóôÜôåò åßíáé ç ßäéá êáé åßíáé ßóç ìå ôç óõíïëéêÞ Ýíôáóç ðïõ äéáññÝåé ôï êýêëùìá, åðåéäÞ áõôïß óõíäÝïíôáé óå óåéñÜ ìåôáîý ôïõò. ¸ôóé É1=É2=É=0,06 Á.

ä) Áðü ôï íüìï ôïõ Ùì åßíáé

áíôßóôïé÷á ãéá ôç R2,

10. ÄéáèÝôïõìå ìßá ìðáôáñßá, Ýíá áìðåñüìåôñï, äýï áíôéóôÜôåò áíôéóôÜóåùí R1=60 Ù êáé R2=30 Ù êáé êáëþäéá. Ðñáãìáôï ðïéïýìå ôï êýêëùìá ðïõ ðáñïõóéÜæåôáé ðáñáêÜôù. ÌåôÜ ôï êëåßóéìï ôïõ äéáêüðôç ç Ýíäåéîç ôïõ áìðåñüìåôñïõ åßíáé I=0,3 Á. á) Ðüóç åßíáé ç éóïäýíáìç áíôßóôáóç ôïõ óõóôÞìáôïò ôùí äýï áíôé-óôáôþí;â) Õðïëüãéóå ôçí ôÜóç óôá Üêñá ôïõ óõóôÞìáôïò ôùí äýï áíôé óôáôþí êáé óôïõò ðüëïõò ôçò ðçãÞò.ã) Ðüóç åßíáé ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé êÜèå áíôéóôÜôç;

Ëýóçá) Ç éóïäýíáìç áíôßóôáóç èá åßíáé:

åðåéäÞ ïé áíôéóôÜôåò åßíáé óõíäåäåìÝíïé ðáñÜëëçëá ìåôáîý ôïõò. ¸ôóé,

Κεφάλαιο 2

95

â) Ç ôÜóç óôá Üêñá ôïõ óõóôÞìáôïò êáé óôá Üêñá ôçò êáèåìßáò áíôßóôáóçò èá åßíáé ç ßäéá ëüãù ôçò ðáñÜëëçëçò óýíäåóÞò ôïõò. ¸ôóé, V1 = V2 = V = IRïë.ÄçëáäÞ V1 = V2 = V = 0,3x20 = 6 Volt. ã) Ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé êÜèå áíôéóôÜôç õðïëïãßæåôáé áðü ôï íüìï ôïõ Ùì åöáñìüæïíôÜò ôïí ãéá êáèåìßá áðü áõôÝò. ÄçëáäÞ,

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 2ΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

ΘΕΜΑ 1Ο

Ðïéåò áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò ëáí-èáóìÝíåò;

á) Óôï çëåêôñéêü ñåýìá ðïõ äçìéïõñãåßôáé áðü ìéá ìðáôáñßá ç çëå-êôñéêÞ åíÝñãåéá ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí ðñïÝñ÷åôáé áðü ôçí åíÝñãåéá ðïõ Ý÷åé áðïèçêåõìÝíç ç ìðáôáñßá.â) Óå Ýíá êëåéóôü çëåêôñéêü êýêëùìá ôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá êéíïý-íôáé áðü ôï èåôéêü ðüëï ðñïò ôïí áñíçôéêü ðüëï. ã) Ç çëåêôñéêÞ ôÜóç óôá Üêñá åíüò ìåôáëëéêïý áãùãïý åßíáé ç áéôßá ðïõ ðåñíÜåé áðü ôïí áãùãü çëåêôñéêü ñåýìá, åíþ ôï çëåêôñéêü ñåýìá ðïõ äéáññÝåé ôïí áãùãü åßíáé ôï áðïôÝëåóìá. ä) Óôçí ðáñÜëëçëç óýíäåóç áíôéóôáôþí ç éóïäýíáìç áíôßóôáóç áõ-îÜíåôáé.

ΘΕΜΑ 2Ο

1. Ðïéåò áðü ôéò ðñïôÜóåéò ðïõ áíáöÝñïíôáé óôï ðáñáðÜíù ó÷Þìá åßíáé óùóôÝò;

Κεφάλαιο 2

96

á) Ç Ýíäåéîç ôïõ áìðåñüìåôñïõ åßíáé 1 Á.â) Ç áíôéóôÜóåéò Ý÷ïõí óôá Üêñá ôïõò ôçí ßäéá ôÜóç 20 V.ã) Ïé åíôÜóåéò ôùí ñåõìÜôùí ðïõ äéáññÝïõí ôïõò áíôéóôÜôåò éóïýíôáé ìå 1 Á. ä) Ç ïëéêÞ áíôßóôáóç ôïõ êõêëþìáôïò åßíáé 20 Ù.

2. Íá äéáôõðþóåôå êáé íá áðïäåßîåôå ôç ó÷Ýóç ðïõ äßíåé ôç óõíï-ëéêÞ áíôßóôáóç åíüò êõêëþìáôïò äýï áíôéóôáôþí ðïõ óõíäÝïíôáé ðáñÜëëçëá ìåôáîý ôïõò êáé ôá Üêñá ôïõò óõíäÝïíôáé ìå ðçãÞ ôÜóçò V.

ΘΕΜΑ 3Ο

Äýï ëáìðôÞñåò ìå áíôéóôÜóåéò R1=10 Ù êáé R2=15 Ù äéáññÝïíôáé áðü ôï ßäéï ñåýìá Ýíôáóçò É=3 Á êáé ôá Üêñá ôïõ óõóôÞìáôïò åßíáé óõíäåäåìÝíá ìå ìðáôáñßá.

á) Íá âñåßôå ðþò óõíäÝïíôáé ïé áíôéóôÜóåéò êáé íá äéêáéïëïãÞóåôå ôçí áðÜíôçóÞ óáò. â) Íá âñåßôå ôç óõíïëéêÞ áíôßóôáóç ôïõ êõêëþìáôïò. ã) Íá õðïëïãßóåôå ôçí ôÜóç ôçò ìðáôáñßáò êáé ôçí ôÜóç óôá Üêñá êÜèå ëáìðôÞñá.ä) Ðþò èá ìðïñïýóáìå íá âñá÷õêõêëþóïõìå ôï ëáìðôÞñá áíôßóôá-óçò R2; Ðüóç èá åßíáé ôüôå ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç R1;

ΘΕΜΑ 4Ο

Äýï áíôéóôÜóåéò R1=6 Ù êáé R2=3 Ù óõíäÝïíôáé ðáñÜëëçëá. Óå óåé-ñÜ ìå ôï óõíäõáóìü ôùí áíôéóôÜóåùí óõíäÝåôáé áíôßóôáóç R3=10 Ù êáé ðáñÜëëçëá ìå ôï óýóôçìá ôùí ôñéþí ðñþôùí áíôéóôáôþí óõíäÝåôáé áíôßóôáóç R4=4 Ù. Ôá Üêñá ôïõ óõóôÞìáôïò ôùí áíôé-óôÜóåùí óõíäÝïíôáé ìå ðçãÞ ôÜóçò V=36 Volt. Íá âñåèïýí:

á) Ç éóïäýíáìç áíôßóôáóç ôïõ êõêëþìáôïò ó÷åäéÜæïíôáò ôï áñ÷éêü êýêëùìá êáé üëá ôá åíäéÜìåóá óôÜäéá ìÝ÷ñé ôïí ôåëéêü õðïëïãéóìü ôçò Rïë.â) Ç ôÜóç óôá Üêñá êÜèå áíôßóôáóçò, ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé êÜèå áíôéóôÜôç êáèþò êáé ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äé-áññÝåé ôçí ðçãÞ.


3. Ηλεκτρικήενέργεια

Κεφ

άλαιο

3

Κεφάλαιο 3

99

3.1 ΘΕΡΜΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ


1. Ðþò åðéôõã÷Üíåôáé ç ìåôáöïñÜ çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò;

ÁðÜíôçóç Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá åßíáé ðïëý ÷ñÞóéìç ãéá ôçí áðëÞ êáèçìåñéíü-

ôçôÜ ìáò. Ç ÷ñçóéìüôçôÜ ôçò üìùò äå èá Þôáí ôüóï ìåãÜëç áí äåí ìðïñïýóå íá ìåôáöåñèåß ãéá íá áîéïðïéçèåß óå äéÜöïñåò óõóêåõÝò. Ç ìåôáöïñÜ ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò åðéôõã÷Üíåôáé ìå ôï çëåêôñéêü ñåýìá ðïõ äéáññÝåé Ýíá êëåéóôü çëåêôñéêü êýêëùìá.

2. Ðþò ëåéôïõñãïýí ïé êáôáíáëùôÝò;

ÁðÜíôçóçÏé êáôáíáëùôÝò åßíáé çëåêôñéêÝò óõóêåõÝò ðïõ ìåôáôñÝðïõí ôçí çëå-

êôñéêÞ åíÝñãåéá óå Üëëåò ìïñöÝò åíÝñãåéáò áíÜëïãá ìå ôéò áíÜãêåò ðïõ äçìéïõñãïýíôáé. ¸ôóé, ìðïñïýí íá ìåôáôñÝðïõí ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá óå èåñìéêÞ, ìç÷áíéêÞ, ÷çìéêÞ êáé åíÝñãåéá ìáãíçôéêïý ðåäßïõ.

3. á) Ôé ïíïìÜæåôáé öáéíüìåíï ÔæÜïõë;â) ÐåñéãñÜøôå ôéò ìåôáöïñÝò åíÝñãåéáò ðïõ óõìâáßíïõí êáôÜ ôç èÝñìáíóç åíüò áíôéóôÜôç.

ÁðÜíôçóçá) ¸÷åé ðáñáôçñçèåß üôé üôáí áðü Ýíáí áíôéóôÜôç äéÝñ÷åôáé çëåêôñé-

3. ÇËÅÊÔÑÉÊÇ ÅÍÅÑÃÅÉÁ

Κεφάλαιο 3

100

êü ñåýìá ç èåñìïêñáóßá ôïõ áíôéóôÜôç áõîÜíåôáé. Ôï öáéíüìåíï áõôü ïíïìÜæåôáé öáéíüìåíï ÔæÜïõë (Joule) êáé ðÞñå ôçí ïíïìáóßá ôïõ áðü ôïí ¢ããëï öõóéêü ðïõ ôï ìåëÝôçóå ðñþôïò.

â) ¼ôáí Ýíáò áíôéóôÜôçò èåñìáßíåôáé (áõîÜíåôáé äçëáäÞ ç èåñìïêñá-óßá ôïõ) áõîÜíåôáé ç èåñìéêÞ ôïõ åíÝñãåéá. ¼ôáí ç èåñìïêñáóßá ôïõ áíôéóôÜôç îåðåñÜóåé ôç èåñìïêñáóßá ôïõ ðåñéâÜëëïíôïò, ôüôå åíÝñãåéá ìå ôç ìïñöÞ èåñìüôçôáò èá ìåôáöåñèåß áðü ôïí áíôéóôÜôç óôï ðåñé-âÜëëïí. Ç äéáäéêáóßá áõôÞ ìðïñåß íá óõíå÷éóôåß ìÝ÷ñéò üôïõ ïëüêëçñç ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá íá ìåôáöåñèåß óôï ðåñéâÜëëïí. Ôüôå ç èåñìïêñáóßá ôïõ áíôéóôÜôç äå èá ìåôáâëçèåß.

H åíÝñãåéá, üðùò ãíùñßæïõìå, äåí ðáñÜãåôáé ïýôå åîáöáíßæåôáé. Áðëþò ìåôáôñÝðåôáé áðü ìéá ìïñöÞ óå ìéá Üëëç.

4. Ðïéá åßíáé ç ðñïÝëåõóç ôçò èåñìéêÞò åíÝñãåéáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí áíôéóôÜôç óôï ðåñéâÜëëïí;

ÁðÜíôçóçÏ áíôéóôÜôçò ãéá íá äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá èá åßíáé ìÝñïò

åíüò êëåéóôïý êõêëþìáôïò. Åßäáìå üìùò üôé êÜèå êëåéóôü êýêëùìá ðïõ äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá ìåôáöÝñåé çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá. ¸ôóé ç èåñìéêÞ åíÝñãåéá (èåñìüôçôá) ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí áíôéóôÜôç óôï ðåñéâÜëëïí ðñïÝñ÷åôáé áðü ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ôïõ êõêëþìáôïò óôï ïðïßï áíÞêåé ï áíôéóôÜôçò. 5. Áðü ðïéïõò ðáñÜãïíôåò åîáñôÜôáé ç ðïóüôçôá èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü Ýíáí áíôéóôÜôç óôï ðåñéâÜëëïí;

ÁðÜíôçóçÔï ðïóü èåñìüôçôáò Q ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü Ýíáí áíôéóôÜôç óôï

ðåñéâÜëëïí åîáñôÜôáé áðü ôçí áíôßóôáóç R ôïõ áíôéóôÜôç, áðü ôçí Ýíôáóç É ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç, áðü ôç ÷ñïíéêÞ äéÜñêåéá t ðïõ äéáññÝåé ôï çëåêôñéêü ñåýìá ôïí áíôéóôÜôç.

6. Ðþò õðïëïãßæåôáé ôï ðïóü ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé óôï íåñü üôáí óå ìïíùìÝíï äï÷åßï âõèßæåôáé áíôéóôÜôçò ðïõ äéáññÝåôáé áðü ñåýìá;

ÁðÜíôçóç¼ðùò öáßíåôáé óôï ðáñáêÜôù ó÷Þìá, ï áíôéóôÜôçò ôïõ êõêëþìáôïò

åßíáé âõèéóìÝíïò óå ìïíùìÝíï äï÷åßï ìå íåñü. Ãíùñßæïõìå ðëÝïí üôé ðïóü èåñìüôçôáò èá ìåôáöåñèåß áðü ôïí áíôéóôÜôç óôï íåñü êáé áõôü

Κεφάλαιο 3

101

èá Ý÷åé áðïôÝëåóìá ôçí áýîçóç ôçò èåñìïêñáóßáò ôïõ íåñïý. Ôï ðïóü èåñìüôçôáò Q ðïõ ìåôáöÝñåôáé óôï íåñü èá åîáñôÜôáé áðü

ôç ìÜæá m ôïõ íåñïý, áðü ôç ìåôáâïëÞ ôçò èåñìïêñáóßáò Äè ôïõ íåñïý êáé Ýíáí áêüìç ðáñÜãïíôá ðïõ åßíáé ÷áñáêôçñéóôéêüò ãéá êÜèå õëéêü.

Ç ìáèçìáôéêÞ ó÷Ýóç ðïõ ðåñéãñÜöåé ôçí ðáñáðÜíù åîÜñôçóç åßíáé:

üðïõ

: Ýíáò ðáñÜãïíôáò ðïõ ïíïìÜæåôáé åéäéêÞ èåñìüôçôá

ôïõ íåñïý.

Ç ó÷Ýóç áõôÞ éó÷ýåé ãéá üëá ôá óþìáôá ðïõ áíôáëëÜóóïõí ðïóÜ èåñìüôçôáò ìå ôï ðåñéâÜëëïí ôïõò.

7. Ìå ðïéï ôñüðï ó÷åôßæåôáé ç ðïóüôçôá èåñìüôçôáò ðïõ ìåôá-öÝñåôáé áðü Ýíáí áíôéóôÜôç ìå ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ ôïí äéáññÝåé;

ÁðÜíôçóçÇ Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé Ýíáí áíôéóôÜôç åðçñåÜæåé ôï

ðïóü ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü áõôüí. Áðü ìåôñÞóåéò ðïõ Ý÷ïõí ãßíåé óôï åñãáóôÞñéï ðáñáôçñÞèçêå üôé ôï ðïóü Q ôçò èåñìü-ôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü Ýíáí áíôéóôÜôç R åßíáé áíÜëïãï ìå ôï ôåôñÜãùíï ôçò Ýíôáóçò I ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç.

8. Ðþò ìåôáâÜëëåôáé ç ðïóüôçôá èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü Ýíáí áíôéóôÜôç óå óõíÜñôçóç ìå ôçí áíôßóôáóÞ ôïõ áí ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò êáé ï ÷ñüíïò äéÝëåõóçò ðáñáìÝíïõí óôáèåñÜ;

ÁðÜíôçóçÃéá óôáèåñÝò ôéìÝò ôçò Ýíôáóçò I ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáñ-

Κεφάλαιο 3

102

ñÝåé ôïí áíôéóôÜôç R êáé ôïõ ÷ñüíïõ äéÝëåõóçò t ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìá-ôïò áðü áõôüí, ôï ðïóü èåñìüôçôáò Q áðïäåß÷ôçêå üôé åßíáé áíÜëïãï ìå ôçí áíôßóôáóç R ôïõ áíôéóôÜôç. 9. Ðþò ìåôáâÜëëåôáé ç ðïóüôçôá èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé

áðü Ýíáí áíôéóôÜôç óå óõíÜñôçóç ìå ôï ÷ñüíï äéÝëåõóçò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ìÝóá áðü áõôüí ãéá óôáèåñÝò ôéìÝò ôçò áíôßóôáóçò êáé ôçò Ýíôáóçò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò;

ÁðÜíôçóçÊáôÜ ðáñüìïéï ôñüðï ìå ôéò äýï ðñïçãïýìåíåò åñùôÞóåéò áðïäåéêíý-

åôáé üôé ôï ðïóü èåñìüôçôáò Q ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü Ýíáí áíôéóôÜôç ãéá óôáèåñÝò ôéìÝò ôçò áíôßóôáóçò R êáé ôçò Ýíôáóçò I ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç åßíáé áíÜëïãï ìå ôï ÷ñüíï äéÝ-ëåõóçò t.

10. Äéáôõðþóôå êáé ðåñéãñÜøôå ôï íüìï ôïõ ÔæÜïõë.

ÁðÜíôçóçÏ íüìïò ôïõ ÔæÜïõë óõíïøßæåé ôá óõìðåñÜóìáôá ðïõ äéáìïñöþèçêáí

áðü üëá ôá ðåéñÜìáôá ðïõ áöïñïýóáí ôç ìåôáöïñÜ ðïóïý èåñìüôçôáò áðü Ýíáí áíôéóôÜôç óôï ðåñéâÜëëïí.

Ï íüìïò ôïõ ÔæÜïõë äéáôõðþíåôáé ùò åîÞò:Ç ìåôáâïëÞ ôçò èåñìéêÞò åíÝñãåéáò Q (èåñìüôçôáò) åíüò áíôéóôÜôç

áíôßóôáóçò R üôáí áðü áõôüí äéÝñ÷åôáé çëåêôñéêü ñåýìá óôáèåñÞò Ýíôáóçò É óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá t èá åßíáé:

1) áíÜëïãç ôïõ ôåôñáãþíïõ ôçò Ýíôáóçò É ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç,

2) áíÜëïãç ôçò áíôßóôáóçò R ôïõ áíôéóôÜôç,3) áíÜëïãç ôïõ ÷ñüíïõ t äéÝëåõóçò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò áðü ôïí

áíôéóôÜôç.

Ç èåñìéêÞ åíÝñãåéá èá éóïýôáé ìå ôç èåñìüôçôá ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí áíôéóôÜôç óôï ðåñéâÜëëïí.

11. ÁíáöÝñåôå êáé áðïäåßîôå ôç ó÷Ýóç ðïõ óõíäÝåé ôç èåñìüôçôá Q ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí áíôéóôÜôç óôï ðåñéâÜëëïí, ôçí Ýíôá-óç É ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç, ôçí áíôßóôáóç R êáé ôï ÷ñüíï t.

ÁðÜíôçóçÇ ìáèçìáôéêÞ ó÷Ýóç ðïõ óõíäÝåé ôï ðïóü èåñìüôçôáò Q ðïõ ìåôá-

Κεφάλαιο 3

103

öÝñåôáé áðü ôïí áíôéóôÜôç, ôçí Ýíôáóç É ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò, ôçí áíôßóôáóç R ôïõ áíôéóôÜôç êáé ôï ÷ñüíï t äéÝëåõóçò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò áðü ôïí áíôéóôÜôç åßíáé êáé ç ìáèçìáôéêÞ ðåñéãñáöÞ ôïõ íüìïõ ôïõ ÔæÜïõë.

Ç áðüäåéîÞ ôçò åßíáé ùò åîÞò:Ãíùñßæïõìå üôé ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôá åëåý-

èåñá çëåêôñüíéá óôïí áíôéóôÜôç åßíáé ÁõôÞ ç åíÝñãåéá üìùò éóïýôáé ìå ôï æçôïýìåíï ðïóü èåñìüôçôáò.

ÄçëáäÞ,

Ç ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôçò èåñìéêÞò åíÝñãåéáò åßíáé ôï ÔæÜïõë (Joule).

12. Íá ó÷åäéÜóåôå ôéò ãñáöéêÝò ðáñáóôÜóåéò ôçò èåñìéêÞò åíÝñ-ãåéáò óå óõíÜñôçóç ìå ôïõò ðáñÜãïíôåò áðü ôïõò ïðïßïõò åîáñôÜôáé.

ÁðÜíôçóçÇ èåñìéêÞ åíÝñãåéá Q üðùò åßäáìå åîáñôÜôáé áðü:á) ôçí Ýíôáóç É ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç,â) ôçí áíôßóôáóç R ôïõ áíôéóôÜôç,ã) ôï ÷ñüíï äéÝëåõóçò t ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ìÝóá áðü ôïí

áíôéóôÜôç. Ïé ãñáöéêÝò ðáñáóôÜóåéò ôïõ ðïóïý èåñìüôçôáò Q ãéá êáèÝíáí áðü

ôïõò ðáñáðÜíù ðáñÜãïíôåò öáßíïíôáé óôá ðáñáðÜíù ó÷Þìáôá. Ôï äéÜãñáììá ôçò èåñìéêÞò åíÝñãåéáò ìå ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò

åßíáé êáìðýëç ìïñöÞ ëüãù ôçò ôåôñáãùíéêÞò åîÜñôçóçò ôïõ ðïóïý èåñìüôçôáò áðü ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò.

13. ÐåñéãñÜøôå ôïí ôñüðï ìå ôïí ïðïßï áõîÜíåôáé ç èåñìïêñáóßá åíüò ìåôáëëéêïý áãùãïý.

ÁðÜíôçóçÅßíáé ãíùóôü üôé Ýíáò ìåôáëëéêüò áãùãüò áðïôåëåßôáé áðü Ýíá ðëÝã-

ìá éüíôùí ðïõ åêôåëïýí ìéêñÝò ôáëáíôþóåéò óå ôõ÷áßåò äéåõèýíóåéò ãýñù áðü óõãêåêñéìÝíåò èÝóåéò. Ç èåñìéêÞ åíÝñãåéá ôïõ ìåôÜëëïõ áðï-ôåëåßôáé áðü ôçí êéíçôéêÞ åíÝñãåéá ôùí ðáñáðÜíù éüíôùí. ¸ôóé, áýîçóç óôçí êéíçôéêÞ åíÝñãåéá ôùí éüíôùí èá ðñïêáëÝóåé êáé áýîçóç óôç èåñ-

Κεφάλαιο 3

104

ìïêñáóßá ôïõ ìåôÜëëïõ. ¼ôáí ôá Üêñá ôïõ ìåôáëëéêïý áãùãïý óõíäå-èïýí ìå çëåêôñéêÞ ðçãÞ, ôüôå óôï åóùôåñéêü ôïõ áãùãïý äçìéïõñãåßôáé çëåêôñéêü ðåäßï ôï ïðïßï áóêåß äõíÜìåéò óôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá. Ôá åëåýèåñá çëåêôñüíéá áðïêôïýí ìåãáëýôåñç êéíçôéêÞ åíÝñãåéá üóï ìåãá-ëýôåñç åßíáé ç äýíáìç ðïõ äÝ÷ïíôáé áðü ôï çëåêôñéêü ðåäßï. ¸ôóé, êáôÜ ôéò óõãêñïýóåéò ìå ôá éüíôá ôïõ ìåôáëëéêïý áãùãïý ìåôáöÝñïõí ôçí êéíçôéêÞ ôïõò åíÝñãåéá óå áõôÜ, ìå áðïôÝëåóìá íá áõîÜíåôáé ç èåñìéêÞ åíÝñãåéá ôïõ ìåôÜëëïõ, Üñá êáé ç èåñìïêñáóßá ôïõ.

Óôï ðáñáêÜôù ó÷Þìá öáßíåôáé ç êßíçóç ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí óå Ýíá ìåôáëëéêü áãùãü üôáí áõôüò åßíáé óõíäåäåìÝíïò ìå çëåêôñéêÞ ðçãÞ.

ÎÝñïõìå üôé ç êáôåõèõíüìåíç êßíçóç ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí áðïôåëåß ôï çëåêôñéêü ñåýìá.

14. Íá áíáöÝñáôå ìåñéêÝò óõóêåõÝò ðïõ ç ëåéôïõñãßá ôïõò âáóß-æåôáé óôï öáéíüìåíï ÔæÜïõë.

ÁðÜíôçóçÌåñéêÝò áðü ôéò çëåêôñéêÝò óõóêåõÝò ç ëåéôïõñãßá ôùí ïðïßùí âáóß-

æåôáé óôï öáéíüìåíï ÔæÜïõë åßíáé:á) Ï ëáìðôÞñáò ðõñáêôþóåùò, óôïí ïðïßï Ýíá ìÝñïò ôçò èåñìéêÞò

åíÝñãåéáò ìåôáôñÝðåôáé óå öùôåéíÞ.â) Ç çëåêôñéêÞ êïõæßíá êáé ï çëåêôñéêüò èåñìïóßöùíáò, ðïõ óõíÞèùò

áðïôåëïýíôáé áðü ðåñéóóüôåñïõò áðü Ýíáí áíôéóôÜôåò.ã) Ôï çëåêôñéêü óßäåñï.

15. Ôé ïíïìÜæåôáé âñá÷õêýêëùìá êáé ðþò ðñïêáëåßôáé;

ÁðÜíôçóçÂñá÷õêýêëùìá åßíáé ôï åßäïò ôçò óýíäåóçò óôï ïðïßï åßíáé äõíáôü äýï

ðüëïé ìéáò çëåêôñéêÞò ðçãÞò íá óõíäåèïýí ìåôáîý ôïõò ìå áãùãü ðïëý ìéêñÞò áíôßóôáóçò. Ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ èá ðåñÜóåé áðü ôçí áíôßóôáóç ôïõ áãùãïý áõôïý èá åßíáé ðïëý ìåãÜëç ëüãù ôçò áìåëçôÝáò áíôßóôáóçò ôïõ áãùãïý.

Κεφάλαιο 3

105

16. Ðþò ëåéôïõñãåß ìéá ôçêüìåíç áóöÜëåéá;

ÁðÜíôçóçÇ ëåéôïõñãßá ôçò ôçêüìåíçò áóöÜëåéáò âáóßæåôáé óôï öáéíüìåíï

ÔæÜïõë. Ïé áóöÜëåéåò ôÝôïéïõ ôýðïõ óõíäÝïíôáé ðÜíôá óå óåéñÜ ìå ôï õðüëïéðï êýêëùìá. ¸÷ïõí ôï ÷áñáêôçñéóôéêü üôé üôáí äéáññÝïíôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá õøçëÞò Ýíôáóçò ôÞêïíôáé êáé ðñïêáëïýí äéáêïðÞ ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò êáé êáôÜ óõíÝðåéá Üíïéãìá ôïõ êõêëþìáôïò. Óçìáíôéêü ñüëï ðáßæåé ôï õëéêü áðü ôï ïðïßï åßíáé êáôáóêåõáóìÝíç ìéá ôçêüìåíç áóöÜëåéá. Ãéá ôï ëüãï áõôü óõíÞèùò åßíáé Ýíá åýôçêôï ìÝôáëëï.


1. ÁíôéóôÜôçò ìå áíôßóôáóç R=50 Ù ôñïöïäïôåßôáé áðü çëåêôñéêÞ ðçãÞ ôÜóçò V=200 Volt. Íá âñåèïýí: á) Ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôé-óôÜôç.â) Ï áñéèìüò ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí ðïõ ðåñíïýí áðü ìéá äéáôïìÞ ôïõ áíôéóôÜôç óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá ôïõ åíüò ëåðôïý.ã) Ç èåñìüôçôá ðïõ ìåôáöÝñåé ï áíôéóôÜôçò óôï ðåñéâÜëëïí óôç äéÜñêåéá ôïõ åíüò ëåðôïý.Äßíåôáé öïñôßï ôïõ çëåêôñïíßïõ

Ëýóç á) Áðü ôï íüìï ôïõ Ùì õðïëïãßæïõìå ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý

ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç. ¸ôóé,

â) Áí åßíáé Í ï áñéèìüò ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí, ôüôå

üðïõ q ôï óõíïëéêü öïñôßï ðïõ ðåñíÜ áðü ôç äéáôïìÞ ôïõ áíôéóôÜôç êáé e ôï öïñôßï ôïõ åíüò çëåêôñïíßïõ. Ôï óõíïëéêü öïñôßï õðïëïãßæåôáé áðü ôïí ïñéóìü ôçò Ýíôáóçò, äçëáäÞ

¸ôóé

Κεφάλαιο 3

106

ã) Ç èåñìüôçôá ðïõ ìåôáöÝñåé ï áíôéóôÜôçò äßíåôáé áðü ôç ó÷Ýóç

¸ôóé,

2. Óå Ýíá èåñìéêÜ ìïíùìÝíï äï÷åßï ðïõ âñßóêåôáé óå èåñìïêñá-óßá 20ïC õðÜñ÷åé íåñü ìÜæáò 600 gr. Óôï äï÷åßï ôïðïèåôåßôáé çëåêôñéêÞ áíôßóôáóç R=40 Ù ðïõ óõíäÝåôáé ìå çëåêôñéêÞ ðçãÞ ôÜóçò V=80 Volt. Íá âñåèåß ï ÷ñüíïò ðïõ áðáéôåßôáé ãéá íá ôñé-ðëáóéáóôåß ç èåñìïêñáóßá ôïõ íåñïý. Äßíåôáé ç åéäéêÞ èåñìüôçôá ôïõ íåñïý

Ëýóç Áí è1=20

ï C, ôüôå ç ôåëéêÞ èåñìïêñáóßá èá åßíáé è2=60ï C. ¢ñá Äè= è2- è1 =40ï C. Ãíùñßæïõìå üôé ôï ðïóü èåñìüôçôáò QáíôéóôÜôç ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí áíôéóôÜôç èá éóïýôáé ìå ôç èåñìüôçôá Qíåñïý ðïõ ðñïóöÝñåôáé óôï íåñü ãéá íá áõîçèåß ç èåñìïêñáóßá ôïõ. ¸ôóé QáíôéóôÜôç=Qíåñïý. Õðïëï-ãßæïõìå ôçí Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç áðü ôï íüìï ôïõ Ùì. ÄçëáäÞ,

¸ôóé,

3. Ç áíôßóôáóç R1 ôïõ ó÷Þìáôïò åßíáé âõèéóìÝíç óå íåñü ìÜæáò

m=0,5 Kg. Ç èåñìïêñáóßá ôïõ íåñïý áõîÜíåôáé óå ÷ñüíï t= 42 s áðü è1=20ï C óå è2= 70ï C. Íá âñåèåß ç ôéìÞ ôçò R2 áí V=2.000 Volt êáé R1=100 Ù. Äßíåôáé ç åéäéêÞ èåñìüôçôá ôïõ íåñïý

ËýóçÔï ðïóü ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôçí áíôßóôáóç R1 óôï

íåñü åßíáé

Ãíùñßæïõìå üìùò üôé

¸ôóé ìðïñïýìå íá õðïëïãßóïõìå ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôï çëåêôñéêü êýêëùìá.

Κεφάλαιο 3

107

Åöáñìüæïíôáò ôï íüìï ôïõ Ùì ãéá ôï êýêëùìá Ý÷ïõìå:


1. Ðïéåò áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÝò;á) ÇëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ïíïìÜæåôáé ç åíÝñãåéá ðïõ ìåôáöÝñåé ôï çëå-êôñéêü ñåýìá. â) ¼ôáí ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé Ýíáí áíôé-óôÜôç ôåôñáðëáóéáóôåß, èá ôåôñáðëáóéáóôåß êáé ôï ðïóü ôçò èåñ-ìüôçôáò ðïõ ðáñÜãåôáé óôïí áíôéóôÜôç.ã) ÊÜèå áãùãüò ðïõ äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá èåñìáßíåôáé.ä) ¼ôáí Ýíáò áíôéóôÜôçò äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá óôáèåñÞò Ýíôáóçò, ôüôå óå äéðëÜóéï ÷ñüíï ôï ðïóü ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ðá-ñÜãåôáé óôïí áíôéóôÜôç èá äéðëáóéáóôåß.

2. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ áðÜíôçóç. Áí ç çëåêôñéêÞ ôÜóç óôá Üêñá ìéáò áíôßóôáóçò äéðëáóéÜæåôáé, ôüôå ç èåñìüôçôá ðïõ áðïâÜëëåôáé áðü ôçí áíôßóôáóç óôï ðåñéâÜëëïí óôïí ßäéï ÷ñüíï ìåôáâÜëëåôáé:á) 100%.â) 200%.ã) 300%.ä) 400%.

3. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò ðïéåò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò åßíáé ëáíèáóìÝíåò;á) ¼ôáí ìéá çëåêôñéêÞ ðçãÞ óõíäÝåôáé óå çëåêôñéêü êýêëùìá, Ý÷ïõìå ðáñáãùãÞ åíÝñãåéáò áðü ôï ìçäÝí.â) ÌÝóá áðü ìéá çëåêôñéêÞ ðçãÞ äéÝñ÷ïíôáé çëåêôñéêÜ öïñôßá.ã) Ôï öáéíüìåíï ÔæÜïõë êáé ï íüìïò ôïõ ÔæÜïõë ôáõôßæïíôáé.ä) Ôï ðïóü ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé óå ìïíùìÝíï äï÷åßï ìå íåñü åßíáé áíÜëïãï ìå ôç ìåôáâïëÞ ôçò èåñìïêñáóßáò ôïõ íåñïý.

4. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ.

Κεφάλαιο 3

108

Ôé åííïïýìå üôáí ëÝìå üôé ìéá áóöÜëåéá êáßãåôáé;á) ¼ôé ðåñíÜåé ðïëëÞ çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá áðü ôï åóùôåñéêü ôçò.â) ¼ôé ôç äéáðåñíÜ ðåñéóóüôåñï çëåêôñéêü öïñôßï.ã) ¼ôé ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ ôç äéáðåñíÜ åßíáé ìå-ãáëýôåñç áðü ìéá ïñéóìÝíç ôéìÞ.

5. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò ðïéåò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò ëáíèá-óìÝíåò;á) Ç èåñìüôçôá êáé ç èåñìïêñáóßá ìåôñþíôáé ìå ôçí ßäéá ìïíÜäá ìÝôñçóçò.â) Óôïí çëåêôñéêü èåñìïóßöùíá ç åíÝñãåéá ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ìåôáôñÝðåôáé óå èåñìéêÞ.ã) ¼óï ðéï Ýíôïíç åßíáé ç Üôáêôç êßíçóç ôùí éüíôùí åíüò ìåôÜëëïõ, ôüóï ìåãáëýôåñç åßíáé ç èåñìéêÞ åíÝñãåéá êáé ç èåñìïêñáóßá ôïõ ìåôÜëëïõ.ä) Óå âñá÷õêýêëùìá ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðáßñíåé ìé-êñüôåñåò ôéìÝò.

6. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ.Öáéíüìåíï ÔæÜïõë åßíáé üôáí:á) Ôï çëåêôñéêü óßäåñï ëåéôïõñãåß. â) Ìéá ìïôïóõêëÝôá öñåíÜñåé áðüôïìá. ã) Ôï íåñü ôïõ ìðÜíéïõ èåñìáßíåôáé áðü ôïí çëéáêü èåñìïóßöùíá.


1. ¸íáò áíôéóôÜôçò ìå áíôßóôáóç R=200 Ù äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá Ýíôáóçò É=2 Á ãéá ÷ñïíéêü äéÜóôçìá t=2 min. Ï áíôéóôÜôçò åß-íáé ôïðïèåôçìÝíïò ìÝóá óå èåñìéêÜ ìïíùìÝíï äï÷åßï ìå íåñü. Ðüóç èåñìüôçôá ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí áíôéóôÜôç óôï íåñü;

2. Ç áíôßóôáóç åíüò ëáìðôÞñá ðïõ åßíáé âõèéóìÝíïò óå íåñü Ý÷åé ôéìÞ R=30 Ù êáé äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá Ýíôáóçò É=4 Á. Áí ç ìÜæá ôïõ íåñïý åßíáé M=1 Kg êáé áðïññïöÜ üëç ôç èåñìüôçôá ôïõ áíôéóôÜ-ôç, íá âñåßôå óå ðüóï ÷ñüíï ç èåñìïêñáóßá ôïõ íåñïý èá áõîçèåß êáôÜ Äè=20ï C. Äßíåôáé ç åéäéêÞ èåñìüôçôá ôïõ íåñïý

3. ¸íáò èåñìïóßöùíáò åßíáé ãåìÜôïò ìå íåñü ìÜæáò 20 Kg êáé èåñìï-

êñáóßáò 10ï C. Ç áíôßóôáóç ôïõ èåñìïóßöùíá åßíáé R=10 Ù êáé áõôüò óõíäÝåôáé ìå äßêôõï ôÜóçò V=220 Volt. Áí ôï 20% ôçò ðáñáãüìåíçò èåñìüôçôáò åêëýåôáé óôï ðåñéâÜëëïí, íá âñåßôå óå ðüóï ÷ñüíï ç

Κεφάλαιο 3

109

èåñìïêñáóßá ôïõ íåñïý èá áíÝâåé óôïõò 80ï C.

Äßíåôáé ç åéäéêÞ èåñìüôçôá ôïõ íåñïý

3.2 ΧΗΜΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ


1. Ðïéá äéáëýìáôá ïíïìÜæïíôáé çëåêôñïëõôéêÜ;

ÁðÜíôçóçÇëåêôñïëõôéêÜ äéáëýìáôá åßíáé ôá äéáëýìáôá ïõóéþí üðùò ïîÝá, âÜ-

óåéò êáé Üëáôá ðïõ ðáñïõóéÜæïõí ìéá éäéáßôåñç óõìðåñéöïñÜ. Ôá õäáôéêÜ ôïõò äéáëýìáôá åßíáé êáëïß áãùãïß ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò. ÄçëáäÞ ôï çëåêôñéêü ñåýìá ìðïñåß íá ôá äéáðåñÜóåé üôáí åßíáé äéáëõìÝíá óôï íåñü, óå áíôßèåóç ìå ôï êáèáñü íåñü ðïõ äåí åðéôñÝðåé óôï çëåêôñéêü ñåýìá íá ðåñÜóåé áðü áõôü. 2. Ãéáôß ôï ÷ëùñéïý÷ï íÜôñéï åßíáé óçìáíôéêÞ ÷çìéêÞ Ýíùóç; Ðþò

åîçãåßôáé ìå ôç ìåëÝôç ôùí áôüìùí ôïõ íáôñßïõ êáé ôïõ ÷ëùñßïõ ç áãþãéìç óõìðåñéöïñÜ ôïõ üôáí äéáëýåôáé óôï íåñü;

ÁðÜíôçóçÔï ÷ëùñéïý÷ï íÜôñéï åßíáé óçìáíôéêÞ Ýíùóç (Üëáò) ãéáôß ó÷çìáôßæåôáé

áðü ôçí Ýíùóç äýï áôüìùí, ôïõ íáôñßïõ êáé ôïõ ÷ëùñßïõ, ìå áðïâïëÞ åíüò çëåêôñïíßïõ áðü ôï íÜôñéï êáé ðñüóëçøç ôïõ ßäéïõ çëåêôñïíßïõ áðü ôï ÷ëþñéï. Ìåôáîý ôùí éüíôùí íáôñßïõ êáé ÷ëùñßïõ áíáðôýóóåôáé åëêôéêÞ çëåêôñéêÞ äýíáìç. ¸ôóé, óå óõíçèéóìÝíç èåñìïêñáóßá ôï ÷ëùñé-ïý÷ï íÜôñéï åßíáé óôåñåÜ Ýíùóç ó÷çìáôßæïíôáò êñõóôÜëëïõò.

¼ôáí ôï ÷ëùñéïý÷ï íÜôñéï óõíáíôÜôáé óå óôåñåÝò åíþóåéò, ôá éüíôá äåí ìðïñïýí íá êéíçèïýí êáé åðïìÝíùò ôï çëåêôñéêü ñåýìá äåí ìðïñåß íá ôï äéáðåñÜóåé. ¼ôáí üìùò ôï ÷ëùñéïý÷ï íÜôñéï äéáëõèåß óôï íåñü, ôüôå ôá ìüñéá ôïõ íåñïý ðáñåìâÜëëïíôáé ìåôáîý ôùí éüíôùí êáé ç áëëçëåðß-

Κεφάλαιο 3

110

äñáóç ôùí éüíôùí åîáóèåíåß, ïðüôå ï êñýóôáëëïò êáôáóôñÝöåôáé. ¸ôóé ôá éüíôá ÷ëùñßïõ êáé íáôñßïõ ìðïñïýí ðëÝïí íá êéíïýíôáé åëåýèåñá óôï äéÜëõìá êáé åðïìÝíùò ôï çëåêôñéêü ñåýìá ìðïñåß íá ôï äéáðåñÜóåé.

Óôï ðáñáðÜíù ó÷Þìá öáßíåôáé ç äïìÞ ôùí êñõóôÜëëùí ôïõ ÷ëùñé-ïý÷ïõ íáôñßïõ.

3. Ðïéï öáéíüìåíï ïíïìÜæåôáé çëåêôñüëõóç; ÁíáöÝñåôå ðáñáäåßã-ìáôá óôá ïðïßá åöáñìüæåôáé ôï öáéíüìåíï áõôü.

ÁðÜíôçóçÇëåêôñüëõóç åßíáé ôï öáéíüìåíï ðïõ óõìâáßíåé ôáõôü÷ñïíá ìå ôç

äéÝëåõóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò áðü ôï äéÜëõìá ôïõ ÷ëùñéïý÷ïõ íáôñßïõ. ¸ôóé öõóáëßäåò áåñßïõ åìöáíßæïíôáé óôï áñíçôéêü çëåêôñüäéï åíþ ôï äéÜëõìá êïíôÜ óôï èåôéêü çëåêôñüäéï èïëþíåé. Áõôü óõìâáßíåé ãéáôß óôçí ðåñéï÷Þ ôùí çëåêôñïäßùí ó÷çìáôßæïíôáé äéÜöïñåò ÷çìéêÝò åíþóåéò óôéò ïðïßåò áðïèçêåýåôáé ÷çìéêÞ åíÝñãåéá. Ç åíÝñãåéá áõôÞ ðñïÞëèå áðü ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äçìéïõñãÞèçêå.

ÐáñÜäåéãìá çëåêôñüëõóçò áðïôåëåß ç ìðáôáñßá ôïõ áõôïêéíÞôïõ êáé ãåíéêÜ üëá ôá åßäç ôùí ìðáôáñéþí. Áêüìç, ç çëåêôñüëõóç ÷ñçóéìåýåé óôç âéïìç÷áíßá ãéá ôçí åîáãùãÞ ïñéóìÝíùí ìåôÜëëùí áðü ìåôáëëåýìáôá.

3.3 ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ


1. Ðïéïò ÷þñïò ïíïìÜæåôáé ìáãíçôéêü ðåäßï; Ôé ãíùñßæåôå ãéá ôéò ìáãíçôéêÝò äõíÜìåéò;

ÁðÜíôçóçÌáãíçôéêü ðåäßï åßíáé ï ÷þñïò óôïí ïðïßï áóêïýíôáé ìáãíçôéêÝò

äõíÜìåéò. Ðáñáäåßãìáôá ìáãíçôéêþí äõíÜìåùí óõíáíôÜìå ðïëëÝò öïñÝò ìå ôçí ýðáñîç åíüò áðëïý ìáãíÞôç. Ôï ðéï óçìáíôéêü ìáãíçôéêü ðåäßï åßíáé ôçò Ãçò, êáèþò óôï ÷þñï ãýñù áðü ôç Ãç áóêïýíôáé ìáãíçôéêÝò äõíÜìåéò. Ïé ìáãíçôéêÝò äõíÜìåéò ãåíéêÜ ìðïñåß íá åßíáé åßôå åëêôéêÝò åßôå áðùóôéêÝò. Ìðïñïýìå íá ðïýìå üôé åßíáé ïé áíôßóôïé÷åò ôùí çëå-êôñéêþí äõíÜìåùí óôï çëåêôñéêü ðåäßï.

2. Ãéáôß ôï öáéíüìåíï ôïõ ¸ñóåíô åßíáé óçìáíôéêü; Ôé ðåñéãñÜöåé;

ÁðÜíôçóçÏ ¸ñóåíô ðñþôïò áíáêÜëõøå ôç äçìéïõñãßá ìáãíçôéêïý ðåäßïõ áðü

Κεφάλαιο 3

111

ñåõìáôïöüñï áãùãü. ÔïðïèÝôçóå ìéá ìáãíçôéêÞ âåëüíá äßðëá óå Ýíá åõèýãñáììï óýñìá êáé ðáñáôÞñçóå üôé üôáí ôï óýñìá äéáññåüôáí áðü çëåêôñéêü ñåýìá, ç ìáãíçôéêÞ âåëüíá áðüêëéíå áðü ôçí áñ÷éêÞ ôçò èÝóç.

Óôï ðáñáêÜôù ó÷Þìá öáßíåôáé ç áðüêëéóç ôçò ìáãíçôéêÞò âåëüíáò üôáí êëåßíåé ï äéáêüðôçò ôïõ êõêëþìáôïò.

¢ñá óõìðÝñáíå üôé Ýíáò áãùãüò ðïõ äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá èá äçìéïõñãåß ãýñù ôïõ ìáãíçôéêü ðåäßï.

3. Ðþò ó÷åôßæåôáé Ýíá çëåêôñéêü öïñôßï ìå ôï çëåêôñéêü êáé ôï ìáãíçôéêü ðåäßï;

ÁðÜíôçóçÃåíéêÜ ãíùñßæïõìå üôé ç ýðáñîç åíüò çëåêôñéêïý öïñôßïõ äçìéïõñãåß

çëåêôñéêü ðåäßï. Åßäáìå áðü ôï ðåßñáìá ôïõ ¸ñóåíô üôé ôï ìáãíçôéêü ðåäßï äçìéïõñãåßôáé áðü ôï çëåêôñéêü ñåýìá ðïõ åßíáé Ýíá óýíïëï öïñôßùí ðïõ êéíåßôáé óå óõãêåêñéìÝíç êáôåýèõíóç. Óõìðåñáßíïíôáò, ìðïñïýìå íá ðïýìå üôé ôï ìáãíçôéêü ðåäßï äçìéïõñãåßôáé áðü êéíïýìåíá çëåêôñéêÜ öïñôßá.

¢ñá ëïéðüí äåí õðÜñ÷ïõí ìáãíçôéêÜ öïñôßá áëëÜ êéíïýìåíá çëåêôñé-êÜ öïñôßá ðïõ äçìéïõñãïýí ôï ìáãíçôéêü ðåäßï.

¸íá êéíïýìåíï çëåêôñéêü öïñôßï èá äçìéïõñãåß êáé çëåêôñéêü êáé ìáãíçôéêü ðåäßï.

4. ÐåñéãñÜøôå ôï ó÷çìáôéóìü ìéáò óùëçíïåéäïýò äéÜôáîçò. Ðüôå áõôü ïíïìÜæåôáé êáé çëåêôñïìáãíÞôçò;

ÁðÜíôçóçÌéá óùëçíïåéäÞò äéÜôáîç Þ ðéï áðëÜ óùëçíïåéäÝò áðïôåëåßôáé áðü

Ýíá ìïíùìÝíï êýëéíäñï ãýñù áðü ôïí ïðïßï åßíáé ôõëéãìÝíï Ýíá óýñìá äçìéïõñãþíôáò ðïëëïýò êõêëéêïýò áãùãïýò ðïõ ïíïìÜæïíôáé óðåßñåò ôïõ óùëçíïåéäïýò. Ìéá ôÝôïéá äéÜôáîç öáßíåôáé óôï ó÷Þìá ðïõ áêïëïõ-èåß. Ìå ôï óùëçíïåéäÝò, ðïõ ïíïìÜæåôáé åíáëëáêôéêÜ êáé ðçíßï, ðåôõ-

Κεφάλαιο 3

112

÷áßíïõìå ìåãáëýôåñåò ìáãíçôéêÝò äõíÜìåéò ëüãù ôçò ÷ñçóéìïðïßçóçò ðïëëþí áãùãþí.

ÇëåêôñïìáãíÞôçò èá ïíïìÜæåôáé Ýíá ðçíßï (ðïõ óõìðåñéöÝñåôáé óáí ìáãíÞôçò) üôáí äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá.

5. Ôé ãíùñßæåôå ãéá ôç ìïñöÞ ôùí äõíáìéêþí ãñáììþí óå Ýíá ðçíßï;

ÁðÜíôçóçÊÜèå ðåäßï ðåñéãñÜöåôáé áðü ôéò äõíáìéêÝò ôïõ ãñáììÝò. ¸ôóé üðùò

ôï çëåêôñéêü ðåäßï ðåñéãñÜöåôáé áðü çëåêôñéêÝò äõíáìéêÝò ãñáììÝò, Ýôóé êáé ôï ìáãíçôéêü ðåäßï ðåñéãñÜöåôáé áðü ìáãíçôéêÝò äõíáìéêÝò ãñáììÝò.

Óôï åóùôåñéêü ôïõ ðçíßïõ ïé äõíáìéêÝò ãñáììÝò åßíáé ðõêíüôåñåò áð’ ü,ôé Ýîù áðü áõôü, ðïõ óçìáßíåé üôé ïé ìáãíçôéêÝò äõíÜìåéò åßíáé ðéï éó÷õñÝò. ¸íá ôõðéêü ìáãíçôéêü ðåäßï óùëçíïåéäïýò åéêïíßæåôáé óôï ðáñáêÜôù ó÷Þìá, üðïõ öáßíåôáé ç ìïñöÞ ôùí äõíáìéêþí ãñáììþí.

6. ÐåñéãñÜøôå ìéá äéÜôáîç ìå ôçí ïðïßá ìðïñåß íá áíé÷íåõôåß ç ýðáñîç ôçò åíÝñãåéáò ìáãíçôéêïý ðåäßïõ.

ÁðÜíôçóçÁí äçìéïõñãÞóïõìå Ýíá çëåêôñéêü êýêëùìá ðïõ íá áðïôåëåßôáé áðü

Ýíá ðçíßï, ìßá ìðáôáñßá, Ýíá äéáêüðôç êáé Ýíá ëáìðôÞñá, üôáí ï äéáêü-ðôçò åßíáé êëåéóôüò, ôï ëáìðÜêé öùôïâïëåß üðùò öáßíåôáé óôï ðñþôï ó÷Þìá. Ìå ôï Üíïéãìá ôïõ äéáêüðôç ðáñáôçñïýìå üôé ç öùôïâïëßá ôïõ ëáìðôÞñá óõíå÷ßæåôáé ãéá ëßãï áêüìç. ÊÜôé ôÝôïéï öáßíåôáé óôï äåýôåñï ó÷Þìá.

Κεφάλαιο 3

113

Áõôü óçìáßíåé üôé óôï êýêëùìá ðáñÜ ôï Üíïéãìá ôïõ äéáêüðôç åîá-êïëïõèåß íá õðÜñ÷åé åíÝñãåéá ðïõ ìåôáôñÝðåôáé óå öùôåéíÞ êáé öùôï-âïëåß ï ëáìðôÞñáò. Ç åíÝñãåéá áõôÞ åßíáé ç åíÝñãåéá ôïõ ìáãíçôéêïý ðåäßïõ ôïõ ðçíßïõ. Ç åíÝñãåéá ôïõ ìáãíçôéêïý ðåäßïõ ðñïÞëèå áðü ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ôïõ êõêëþìáôïò.

7. Óå ðïéï âáóéêü óõìðÝñáóìá êáôÝëçîå ï ÁìðÝñ ãéá ôï ìáãíçôéêü ðåäßï êáé Ýíá ñåõìáôïöüñï áãùãü;

ÁðÜíôçóçÏ ÁìðÝñ ðáñáôÞñçóå ôé óõìâáßíåé üôáí óôçí ðåñéï÷Þ üðïõ õðÜñ÷åé

ìáãíçôéêü ðåäßï ðëçóéÜóïõìå Ýíá ñåõìáôïöüñï áãùãü. ¸ôóé ëïéðüí åðéâåâáßùóå üôé üôáí Ýíáò áãùãüò âñßóêåôáé óå ìáãíçôéêü ðåäßï êáé äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá, ôüôå ï áãùãüò äÝ÷åôáé äýíáìç áðü ôï ìáãíçôéêü ðåäßï.

3.4 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ


1. Ðïéåò óõóêåõÝò ïíïìÜæïíôáé çëåêôñéêïß êéíçôÞñåò; Ðþò ëåé-ôïõñãïýí;

ÁðÜíôçóçÇëåêôñéêïß êéíçôÞñåò ïíïìÜæïíôáé ïé óõóêåõÝò ðïõ ìåôáôñÝðïõí ôçí

çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá óå êéíçôéêÞ. ¸íáò çëåêôñéêüò êéíçôÞñáò èá ðñÝðåé íá áðïôåëåßôáé áðü Ýíá êëåéóôü êýêëùìá ðïõ ôñïöïäïôåßôáé áðü ìéá çëåêôñéêÞ ðçãÞ (ìðáôáñßá). Ôï çëåêôñéêü ñåýìá ðïõ äéáññÝåé ôï êýêëù-ìá ðñïêáëåß ôçí êßíçóç ôïõ êéíçôÞñá. Áõôü óõìâáßíåé ãéáôß ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ôïõ êõêëþìáôïò ìåôáôñÝðåôáé óå êéíçôéêÞ óôïí êéíçôÞñá.

Ðáñáäåßãìáôá çëåêôñïêéíçôÞñùí åßíáé ôï ðëõíôÞñéï ñïý÷ùí, ôï çëå-êôñéêü øõãåßï, ç ìßæá ôïõ áõôïêéíÞôïõ.

2. Ðïéåò ìåôáôñïðÝò óõìâáßíïõí óå ìéá çëåêôñéêÞ ãåííÞôñéá;

ÁðÜíôçóçÓå áíôßèåóç ìå Ýíáí çëåêôñéêü êéíçôÞñá, üðïõ ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá

Κεφάλαιο 3

114

ìåôáôñÝðåôáé óå êéíçôéêÞ, õðÜñ÷ïõí óõóêåõÝò ðïõ ìåôáôñÝðïõí ôçí êéíçôéêÞ åíÝñãåéá óå çëåêôñéêÞ êáé ïíïìÜæïíôáé çëåêôñïãåííÞôñéåò.

Ïé çëåêôñïãåííÞôñéåò ÷ñçóéìïðïéïýíôáé êõñßùò áðü ìåãÜëåò åôáéñåß-åò ðáñï÷Þò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò.

¸íá óçìáíôéêü ðáñÜäåéãìá çëåêôñéêÞò ãåííÞôñéáò åßíáé ôï äõíáìü ôïõ ðïäçëÜôïõ.

3.5 ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ


1. Ðïéïé åßíáé ïé êßíäõíïé áðü ôçí åðßäñáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìá-ôïò óôïí áíèñþðéíï ïñãáíéóìü;

ÁðÜíôçóçÏé óçìáíôéêüôåñïé êßíäõíïé åßíáé:á) åãêáýìáôá áðü ôçí õðåñèÝñìáíóç ôïõ óþìáôïò, â) âëÜâåò áðü óõóðÜóåéò ôùí ìõþí,ã) ðáñÝìâáóç óôç ëåéôïõñãßá ôïõ íåõñéêïý óõóôÞìáôïò.Ïé ðáñáðÜíù êßíäõíïé ðñïêýðôïõí áðü ôç äéÜäïóç ôùí íåõñéêþí

åñåèéóìÜôùí ðïõ ðñáãìáôïðïéïýíôáé üôáí äéï÷åôåýåôáé çëåêôñéêü ñåý-ìá óôïí áíèñþðéíï ïñãáíéóìü êáé åìöáíßæåôáé óå áõôüí ìå ôç ìïñöÞ çëåêôñéêþí ðáëìþí.

2. Ðüôå Ýíá Üôïìï ðáèáßíåé çëåêôñïðëçîßá;

ÁðÜíôçóç¼ôáí ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéï÷åôåýåôáé óôï áí-

èñþðéíï óþìá îåðåñÜóåé ìéá ïñéóìÝíç ôéìÞ, ôüôå ìðïñïýí íá ðñïêëç-èïýí ìõúêÝò óõóðÜóåéò êáé öõóéêÜ Ýíôïíïò ðüíïò. ¼ôáí áõôÝò ïé ìõúêÝò óõóðÜóåéò åßíáé óõíå÷åßò ëüãù ôçò åðáöÞò ôïõ áíèñþðïõ ìå ñåõìáôï-öüñï áãùãü, ôüôå ôï Üôïìï ðáèáßíåé çëåêôñïðëçîßá.

3. Ç áíôßóôáóç óôï óþìá ôïõ áíèñþðïõ åßíáé ç ßäéá óå üëá ôá ìÝñç ôïõ óþìáôïò;

ÁðÜíôçóçÇ áíôßóôáóç ôïõ áíèñþðéíïõ óþìáôïò åßíáé äéáöïñåôéêÞ óôá äéÜöï-

ñá ìÝñç ôïõ óþìáôïò. Ç áíôßóôáóç ôïõ äÝñìáôïò åßíáé ó÷åôéêÜ õøçëÞ áëëÜ ðïéêßëëåé áíÜëïãá ìå ôï áí ðñüêåéôáé ãéá õãñü (ìåãáëýôåñç) Þ îçñü äÝñìá. ÃåíéêÜ ç áíôßóôáóç óôï äÝñìá êõìáßíåôáé áðü 1,5 kÙ ìÝ÷ñé 100 kÙ ãéá îçñüôåñá äÝñìáôá.

Κεφάλαιο 3

115

Ôá õãñÜ ôïõ óþìáôïò åìöáíßæïõí åðßóçò áíôßóôáóç ëüãù ôùí éüíôùí ðïõ ðåñéÝ÷ïõí. 3.6 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΙΣΧΥΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ


1. Ðüóç åßíáé ç åíÝñãåéá ðïõ ðñïóöÝñåôáé óå Ýíáí çëåêôñéêü áíôé-óôÜôç;

ÁðÜíôçóç ÌÜèáìå üôé ç åíÝñãåéá ðïõ ðñïóöÝñåôáé óå Ýíáí êáôáíáëùôÞ åßíáé

Áðü ôïí ïñéóìü ôçò Ýíôáóçò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò Ý÷ïõìå

üðïõ t ï ÷ñüíïò ëåéôïõñãßáò ôïõ êáôáíáëùôÞ êáé q ôï öïñôßï ðïõ ðåñíÜåé áðü ìéá äéáôïìÞ ôïõ áãùãïý óôï ÷ñüíï t. ¸ôóé,

ÄçëáäÞ ç åíÝñãåéá ðïõ ðñïóöÝñåôáé óå Ýíáí áíôéóôÜôç áðü Ýíá çëåêôñéêü êýêëùìá åîáñôÜôáé áðü ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìá-ôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç, áðü ôçí ôÜóç óôá Üêñá ôïõ áíôéóôÜôç êáé ôï ÷ñüíï óôïí ïðïßï ëåéôïõñãåß ï êáôáíáëùôÞò (ðïõ ðåñéÝ÷åé ôïí áíôéóôÜôç).

2. Ôé ïíïìÜæïõìå éó÷ý ìéáò óõóêåõÞò; Áðü ðïéá ìáèçìáôéêÞ ó÷Ýóç äßíåôáé; Ðïéá åßíáé ç ìïíÜäá ìÝôñçóÞò ôçò óôï ÄéåèíÝò Óýóôçìá ÌïíÜäùí (S.I.);

ÁðÜíôçóçÁõôü ðïõ Ý÷åé éäéáßôåñç óçìáóßá óå ìåôáöïñÜ ðïóþí åíÝñãåéáò åß-

íáé, åêôüò áðü ôï ßäéï ôï ðïóü åíÝñãåéáò, êáé ç ÷ñïíéêÞ äéÜñêåéá ðïõ äéáñêåß ç ìåôáöïñÜ áõôÞ. ¸ôóé ïñßæïõìå Ýíá êáéíïýñãéï ìÝãåèïò ðïõ ïíïìÜæåôáé éó÷ýò P êáé éóïýôáé ìå ôï ðçëßêï ôçò åíÝñãåéáò Å ðñïò ôï ÷ñüíï t. Åéäéêüôåñá ãéá ôçí éó÷ý ðïõ êáôáíáëþíåé ìéá çëåêôñéêÞ óõóêåõÞ èá éó÷ýåé:

üðïõ Å ç ðïóüôçôá ôçò åíÝñãåéáò ðïõ ìåôáôñÝðåé ìéá ìç÷áíÞ ðñïò ôïí áíôßóôïé÷ï ÷ñüíï t.

Κεφάλαιο 3

116

Ç ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôçò éó÷ýïò óôï ÄéåèíÝò Óýóôçìá ÌïíÜäùí åßíáé ôï 1 Watt, üðïõ

Åðßóçò, 1.000 W= 1 kW1.000.000 W= 1 MW.

3. Íá áðïäåßîåôå êÜíïíôáò ôéò êáôÜëëçëåò äéåõêñéíßóåéò üôé ç çëå-êôñéêÞ éó÷ýò ðïõ êáôáíáëþíåé ìéá çëåêôñéêÞ óõóêåõÞ åßíáé ßóç ìå , üðïõ V ç äéáöïñÜ äõíáìéêïý óôá Üêñá ôçò óõ-óêåõÞò êáé É ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôç óõóêåõÞ.

ÁðÜíôçóçÅßäáìå óôçí ðñïçãïýìåíç åñþôçóç üôé ç çëåêôñéêÞ éó÷ýò ðïõ êáôá-

íáëþíåé ìéá çëåêôñéêÞ óõóêåõÞ äßíåôáé áðü ôç ó÷Ýóç

Åðßóçò ãíùñßæïõìå üôé

¸ôóé

üðïõ V êáé I åßíáé ç ôÜóç óôá Üêñá ôçò óõóêåõÞò êáé ç Ýíôáóç ôïõ ñåý-ìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôç óõóêåõÞ áíôßóôïé÷á.

4. Ìå ôé éóïýôáé ç ìßá êéëïâáôþñá; Ðïý ÷ñçóéìïðïéåßôáé áõôÞ ç ìïíÜäá ìÝôñçóçò;

ÁðÜíôçóçÇ êéëïâáôþñá åßíáé ìïíÜäá ìÝôñçóçò ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò êáé

÷ñçóéìïðïéåßôáé áðü åôáéñåßåò ðáñï÷Þò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò. Ðéï óõ-ãêåêñéìÝíá, ìéá êéëïâáôþñá (1 kWh) éóïýôáé ìå ôçí åíÝñãåéá ðïõ êáôá-íáëþíåôáé áðü ìéá óõóêåõÞ éó÷ýïò 1 kW Þ 1.000 W üôáí ëåéôïõñãåß åðß ìßá þñá. 5. ÐåñéãñÜøôå ôéò ìåôáôñïðÝò åíÝñãåéáò ðïõ óõìâáßíïõí êáôÜ ôç

ëåéôïõñãßá åíüò çëåêôñéêïý êéíçôÞñá.

ÁðÜíôçóç¸íáò çëåêôñéêüò êéíçôÞñáò ãéá íá ëåéôïõñãÞóåé áðáéôåßôáé íá ðñï-

Κεφάλαιο 3

117

óöåñèåß óå áõôüí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá. ÁõôÞ ìðïñåß íá ìåôáöåñèåß ìÝóù åíüò çëåêôñéêïý êõêëþìáôïò ðïõ Ý÷åé ùò çëåêôñéêÞ ðçãÞ ìéá ìðáôáñßá. ¸ôóé ç ÷çìéêÞ åíÝñãåéá ôçò ìðáôáñßáò ìåôáôñÝðåôáé óå çëåêôñéêÞ åíÝñ-ãåéá ôïõ êõêëþìáôïò. Ç çëåêôñéêÞ áõôÞ åíÝñãåéá ìåôáôñÝðåôáé êáôÜ Ýíá ìÝñïò óå ìç÷áíéêÞ åíÝñãåéá, êÜôé ðïõ ìðïñåß íá åßíáé ÷ñÞóéìï óå äéÜöïñåò åöáñìïãÝò, êáé ôï õðüëïéðï ðïóü ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò ÷Üíåôáé õðü ôç ìïñöÞ èåñìüôçôáò.

Ó÷çìáôéêÜ


1. Ìéá ñáäéïöùíéêÞ óõóêåõÞ Ý÷åé áíôéóôÜôç áíôßóôáóçò R=40 Ù êáé üôáí ëåéôïõñãåß äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá Ýíôáóçò É=1 Á. Íá õðïëïãßóåôå ôçí éó÷ý êáé ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ êáôáíáëþíåé ôï ñáäéüöùíï üôáí ëåéôïõñãåß åðß ìéóÞ þñá.

Ëýóç Ãíùñßæïõìå üôé ç ó÷Ýóç ðïõ ìáò äßíåé ôçí éó÷ý ðïõ êáôáíáëþíåé ôï

ñáäéüöùíï åßíáé ¢ñá áñ÷éêÜ áðü ôï íüìï ôïõ Ùì õðïëïãßæïõìå ôçí ôÜóç óôá Üêñá

ôùí äåêôþí ôïõ ñáäéïöþíïõ. ¸ôóé,

Êáé

Ç ÷ñïíéêÞ äéÜñêåéá ðïõ êáôáíáëþíåé åíÝñãåéá ôï ñáäéüöùíï åßíáé

Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ êáôáíáëþíåôáé óå ìéá çëåêôñéêÞ óõóêåõÞ åßíáé

2. Äýï áíôéóôÜóåéò ìå áíôéóôÜóåéò R1=10 Ù êáé R2=5 Ù óõíäÝïíôáé óå óåéñÜ. Ôï óýóôçìá ôùí äýï áíôéóôáôþí ôñïöïäïôåßôáé áðü

Κεφάλαιο 3

118

çëåêôñéêÞ ðçãÞ ôÜóçò V. Áí ç çëåêôñéêÞ éó÷ýò ðïõ êáôáíáëþíåé ï áíôéóôÜôçò R1 åßíáé P1=250 W, íá âñåèïýí:á) ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôï êýêëùìá,â) ç éó÷ýò ðïõ êáôáíáëþíåé ï áíôéóôÜôçò R2,ã) ç éó÷ýò ðïõ ðñïóöÝñåé ç çëåêôñéêÞ ðçãÞ óôï êýêëùìá,ä) ç ôÜóç ôçò ðçãÞò.

Ëýóç á) Èá õðïëïãßóïõìå ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò áðü ôçí

éó÷ý ðïõ êáôáíáëþíåé ç áíôßóôáóç R1:

â) Ìå áíÜëïãï ôñüðï üðùò óôï ðñïçãïýìåíï åñþôçìá êáé Ý÷ïíôáò ùò äåäïìÝíï üôé ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò åßíáé É=5 Á, ðïõ åßíáé ç ßäéá êáé ãéá ôéò äýï áíôéóôÜóåéò (åßíáé óõíäåäåìÝíåò óå óåéñÜ), áðïäåéêíýåôáé üôé ç éó÷ýò ðïõ êáôáíáëþíåé ç áíôßóôáóç R2 åßíáé:

ã) Ç éó÷ýò ðïõ ìåôáöÝñåé ç çëåêôñéêÞ ðçãÞ óôï êýêëùìá èá éóïýôáé ìå ôï Üèñïéóìá ôùí éó÷ýùí ðïõ êáôáíáëþíåôáé óôïõò äýï áíôéóôÜôåò. ÄçëáäÞ,

ä) Ç ó÷Ýóç ðïõ åðßóçò ìáò äßíåé ôçí éó÷ý ðïõ ðñïóöÝñåé ç ðçãÞ óôï çëåêôñéêü êýêëùìá åßíáé:

3. ¸íáò êéíçôÞñáò ðïõ ìåôáôñÝðåé êáôÜ 80% ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñ-ãåéá óå ùöÝëéìï Ýñãï ôñïöïäïôåßôáé ìå ðçãÞ ôÜóçò V=20 Volt. Áí ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí êéíçôÞñá åßíáé É=2 Á, íá âñåèïýí óå ÷ñüíï t=1 min:á) ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ðñïóöÝñåé ç ðçãÞ óôïí êéíçôÞñá,â) ç ìç÷áíéêÞ åíÝñãåéá ðïõ áðïäßäåé ôåëéêÜ ï êéíçôÞñáò, ã) ç éó÷ýò ðïõ äßíåé ç ðçãÞ óôïí êéíçôÞñá.

Ëýóç á) Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ðñïóöÝñåé ç ðçãÞ óôïí êéíçôÞñá äßíåôáé

áðü ôç ó÷Ýóç

¢ñá

Κεφάλαιο 3

119

â) ÅðåéäÞ ï êéíçôÞñáò äå ìåôáôñÝðåé üëç ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá óå ìç÷áíéêÞ åíÝñãåéá áëëÜ ìüíï ôï 80%, ç ìç÷áíéêÞ åíÝñãåéá èá åßíáé ôï 80% ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò, äçëáäÞ

ã) Ç éó÷ýò ðïõ äßíåé ç ðçãÞ óôïí êéíçôÞñá, üðùò Ý÷ïõìå ìÜèåé, åßíáé:


1. Íá êÜíåôå ôéò áíôéóôïé÷ßóåéò ìåôáîý ôùí öõóéêþí ìåãåèþí êáé ôùí ìïíÜäùí ìÝôñçóçò

1) öïñôßï q á) W

2) Ýíôáóç çëåêôñéêïý ñåýìáôïò I â) C

3) çëåêôñéêÞ ôÜóç V ã) J

4) çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá Åçë ä) A

5) éó÷ýò P å) V

2. ¸íá ñáäéüöùíï ðáñïõóéÜæåé áíôßóôáóç R=10 Ù êáé üôáí ëåéôïõñãåß äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá Ýíôáóçò É=1 Á. Ðïéåò áðü ôéò ðáñá-êÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò ëáíèáóìÝíåò;á) Ç ôÜóç óôá Üêñá ôïõ ñáäéïöþíïõ åßíáé 10 V.â) Ç éó÷ýò ôïõ ñáäéïöþíïõ åßíáé 10 W. ã) Óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá ëåéôïõñãßáò 5 sec ôï ñáäéüöùíï êáôáíáëþíåé åíÝñãåéá 50 Joule. ä) Ç ðçãÞ äßíåé çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá 100 Joule óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá 5 sec.

3. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ. Ç ó÷Ýóç ðïõ ÷ñçóéìïðïéåßôáé ãéá íá õðïëïãßóïõìå ôç èåñìüôçôá ðïõ ðáñÜãåôáé óå ìéá áíôßóôáóç åßíáé:á) â)

ã)

4. Ðïéåò áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÝò;

Κεφάλαιο 3

120

á) Ï çëåêôñéêüò êéíçôÞñáò ìåôáôñÝðåé ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá óå ìç÷áíéêÞ.â) Ç ìðáôáñßá êáôÜ ôç öüñôéóÞ ôçò ìåôáôñÝðåé ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñ-ãåéá óå ÷çìéêÞ.ã) Ï ëáìðôÞñáò ìåôáôñÝðåé ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá óå öùôåéíÞ.ä) Ç ìðáôáñßá êáôÜ ôçí åêöüñôéóÞ ôçò ìåôáôñÝðåé ôç ÷çìéêÞ åíÝñãåéá óå çëåêôñéêÞ.

5. Áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò íá åðéëÝîåôå ôç óùóôÞ.Ìéá çëåêôñéêÞ óõóêåõÞ Ý÷åé éó÷ý 200 W êáé äéáññÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá Ýíôáóçò 4 Á. Ç áíôßóôáóç ôçò óõóêåõÞò åßíáé:á) 50 Ù.â) 12,5 Ù.ã) 15 Ù.


1. Äýï áíôéóôÜôåò ìå áíôéóôÜóåéò R1=20 Ù êáé R2=30 Ù óõíäÝïíôáé ìå ìðáôáñßá. Ïé áíôéóôÜôåò äéáññÝïíôáé áðü ôï ßäéï çëåêôñéêü ñåýìá Ýíôáóçò É=2 Á. á) Íá ó÷åäéÜóåôå ôï êýêëùìá êáé íá âñåßôå ôçí ôÜóç ôçò ìðáôáñß-áò. â) Íá âñåßôå ôçí çëåêôñéêÞ éó÷ý ðïõ êáôáíáëþíåé êÜèå áíôéóôÜôçò. ã) Íá âñåèåß ç èåñìüôçôá ðïõ ìåôáöÝñåé óôï ðåñéâÜëëïí óå ÷ñüíï t=10 min ôï óýóôçìá ôùí áíôéóôáôþí.

2. Äýï áíôéóôÜóåéò R1 êáé R2 (R1>R2) óõíäÝïíôáé ðñþôá óå óåéñÜ êáé ìåôÜ ðáñÜëëçëá. Óôá Üêñá ôïõ óõóôÞìáôïò êáé óôéò äýï ðåñéðôþóåéò åöáñìüæåôáé ç ßäéá ôÜóç V. Óå ðïéá áðü ôéò äýï áíôéóôÜóåéò ç éó÷ýò åßíáé ìåãáëýôåñç üôáí:á) Åßíáé óõíäåìÝíåò óå óåéñÜ.â) Åßíáé óõíäåìÝíåò ðáñÜëëçëá.

3. Çëåêôñéêüò ëáìðôÞñáò óõíäÝåôáé ìå ôÜóç V=220 Volt. Áí ç éó÷ýò ôïõ ëáìðôÞñá åßíáé P=110 W, íá âñåèïýí:á) Ç áíôßóôáóç ôïõ ëáìðôÞñá êáé ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ ôïí äéáññÝåé. â) Ç èåñìüôçôá ðïõ ðáñÜãåôáé óôï ëáìðôÞñá óå 1 min.ã) Ðüóï êïóôßæåé ç ëåéôïõñãßá ôïõ ëáìðôÞñá ãéá t= 10 h, áí ç ÄÅÇ ÷ñåþíåé ôç ìßá kWh 0,07 åõñþ.

4. Çëåêôñéêüò êéíçôÞñáò óõíäÝåôáé ìå ðçãÞ ôÜóçò V=200 Volt êáé äéáñ-

Κεφάλαιο 3

121

ñÝåôáé áðü çëåêôñéêü ñåýìá Ýíôáóçò É=2 Á. Áí ï êéíçôÞñáò áðïäßäåé ìç÷áíéêÞ éó÷ý Pìç÷=300 W, íá âñåèïýí:á) Ç çëåêôñéêÞ éó÷ýò ðïõ êáôáíáëþíåé ï êéíçôÞñáò. â) Ç èåñìüôçôá ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí êéíçôÞñá óôï ðåñéâÜëëïí óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá ìéóÞò þñáò. ã) Óå ôé ðïóïóôü ìåôáôñÜðçêå ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ôïõ êéíçôÞñá óå ìç÷áíéêÞ åíÝñãåéá.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΙΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ

×ñçóéìïðïßçóå êáé åöÜñìïóå ôéò Ýííïéåò ðïõ Ýìáèåò:

1. ÓõìðëÞñùóå ôéò ëÝîåéò ðïõ ëåßðïõí áðü ôï ðáñáêÜôù êåßìåíï, Ýôóé þóôå ïé ðñïôÜóåéò ðïõ ðñïêýðôïõí íá åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ïñèÝò:á. ¼ôáí áðü Ýíáí áíôéóôÜôç äéÝñ÷åôáé .................... ......................., ç èåñìï-êñáóßá ôïõ ................ Ç áýîçóç áõôÞ óõíäÝåôáé ìå áýîçóç ôçò ......................... åíÝñãåéáò ôïõ áíôéóôÜôç. ÅðéðëÝïí üôáí ç ........................ ôïõ áíôéóôÜôç ãßíåôáé ìåãáëýôåñç áðü ôç èåñìïêñáóßá ôïõ ðåñéâÜëëïíôïò, ôüôå åíÝñãåéá (.......................) èá ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí áíôéóôÜôç óôï ðåñéâÜë-ëïí ôïõ. Ç åíÝñãåéá áõôÞ ðñïÝñ÷åôáé áðü ôçí ............................. åíÝñãåéá.â. Ç áýîçóç ôçò ................. åíÝñãåéáò åíüò áíôéóôÜôç áíôßóôáóçò R, üôáí áðü áõôüí äéÝñ÷åôáé ................. ..................... óôáèåñÞò Ýíôáóçò (É) êáé åðïìÝíùò ç ðïóüôçôá ôçò ............................. Q ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü áõ-ôüí ðñïò ôï ðåñéâÜëëïí óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá t åßíáé ............................. i) ôïõ ............................................... ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò (É) ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç, ii) ôçò ........................... (R) ôïõ áíôéóôÜôç êáé iii) ôïõ .................. (t) ................. ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò áðü ôïí áíôéóôÜôç.ã. ¼ôáí áðü Ýíá ìåôáëëéêü áãùãü äéÝñ÷åôáé çëåêôñéêü ñåýìá, Ýíá ìÝñïò ôçò .................. åíÝñãåéáò ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí ìåôáöÝñå-ôáé óôá ................... ôïõ ìåôáëëéêïý ðëÝãìáôïò. Ç Üôáêôç êßíçóç üëùí ôùí äïìéêþí ëßèùí ôïõ áãùãïý ãßíåôáé ................. Ç ............... åíÝñãåéá ôïõ áãùãïý êáé ç .......................... ôïõ áõîÜíïíôáé. Ç .................. åíÝñãåéá ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí ìåéþíåôáé ðñïóùñéíÜ. ¼ìùò, ïé äõíÜìåéò ôïõ çëåêôñéêïý ðåäßïõ ðñïêáëïýí åê íÝïõ .................. ôçò ôá÷ýôçôÜò ôïõò êáé áíáðëçñþíïõí ôçí ................ åíÝñãåéÜ ôïõò.

ÁðÜíôçóç á. çëåêôñéêü ñåýìá, áõîÜíåôáé. èåñìéêÞò. èåñìïêñáóßá, èåñìéêÞ. çëå-

êôñéêÞ.â. èåñìéêÞò, çëåêôñéêü ñåýìá, èåñìüôçôáò, áíÜëïãç, áíôßóôáóçò, ÷ñü-

íïõ äéÝëåõóçò.

Κεφάλαιο 3

122

ã. êéíçôéêÞò, éüíôá, åíôïíüôåñç. èåñìéêÞ, èåñìïêñáóßá. êéíçôéêÞ. áýîçóç, ÷áìÝíç.

2. ÓõìðëÞñùóå ôéò ðñïôÜóåéò, Ýôóé þóôå íá åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ïñèÝò:á. Áéôßá ôçò çëåêôñüëõóçò åßíáé ç äéÝëåõóç ôïõ ............... ................. áðü ôï ................ äéÜëõìá. ÊáôÜ ôçí çëåêôñüëõóç ç ................ åíÝñãåéá ìåôáôñÝ-ðåôáé óå ................â. Ôï çëåêôñéêü ñåýìá äçìéïõñãåß ................ ðåäßï. Óôï ðåäßï áõôü ................... åíÝñãåéá ç ïðïßá ðñïÝñ÷åôáé áðü ôçí ........................... åíÝñãåéá. ¼ôáí Ýíáò áãùãüò âñßóêåôáé ìÝóá óå ìáãíçôéêü ðåäßï êáé ôïí äéáñ-ñÝåé ........................... ñåýìá, ôüôå ôï ðåäßï áóêåß ........................... óôïí áãùãü.ã. Ïé çëåêôñïêéíçôÞñåò åßíáé ìç÷áíÝò ðïõ ìåôáôñÝðïõí ôçí ................ åíÝñãåéá óå ...................... åíÝñãåéá. Ç ëåéôïõñãßá ôïõò óôçñßæåôáé óôï üôé ôï ................. ................. áóêåß äýíáìç óå Ýíáí áãùãü áðü ôïí ïðïßï äéÝñ-÷åôáé ....................... ...........................ä. Ïé ãåííÞôñéåò åßíáé ìç÷áíÝò ðïõ ìåôáôñÝðïõí ôçí êéíçôéêÞ åíÝñãåéá óå .................. ......................

ÁðÜíôçóç á. çëåêôñéêïý ñåýìáôïò, çëåêôñïëõôéêü. çëåêôñéêÞ, ÷çìéêÞ. â. ìáãíçôéêü. áðïèçêåýåôáé, çëåêôñéêÞ. çëåêôñéêü, äýíáìç. ã. çëåêôñéêÞ, êéíçôéêÞ. ìáãíçôéêü ðåäßï, çëåêôñéêü ñåýìá.ä. çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá.

3. ÓõìðëÞñùóå ôéò ëÝîåéò ðïõ ëåßðïõí áðü ôï ðáñáêÜôù êåßìåíï Ýôóé þóôå ïé ðñïôÜóåéò ðïõ ðñïêýðôïõí íá åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ïñèÝò:Ôï çëåêôñéêü ñåýìá üôáí äéáññÝåé ïðïéáäÞðïôå óõóêåõÞ Þ ìç÷áíÞ ìå-ôáöÝñåé ó’ áõôÞ ...................... ç ïðïßá åßíáé áíÜëïãç ôçò ..................... ........................ (V) ðïõ åöáñìüæåôáé óôá Üêñá (ðüëïõò) ôçò óõóêåõÞò, ôçò ....................... (É) ôïõ ....................... ....................... ðïõ ôç äéáññÝåé êáé ôïõ ................................................. (t). Ç åíÝñãåéá áõôÞ ........................... óå åíÝñãåéá Üëëçò ìïñ-öÞò.

ÁðÜíôçóç ÅíÝñãåéá, äéáöïñÜò äõíáìéêïý, Ýíôáóçò, çëåêôñéêïý ñåýìáôïò, ÷ñüíïõ

ëåéôïõñãßáò. ÌåôáôñÝðåôáé.

Κεφάλαιο 3

123


4. Íá ÷áñáêôçñßóåéò ìå Ó ôéò ðñïôÜóåéò ôùí ïðïßùí ôï ðåñéå÷üìå-íï åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ïñèü êáé ìå Ë áõôÝò ðïõ ôï ðåñéå÷üìåíü ôïõò åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ëáíèáóìÝíï.i. Âõèßæïõìå Ýíáí áíôéóôÜôç áðü ÷áëêü óå íåñü ðïõ âñßóêåôáé ìÝóá óå èåñìéêÜ ìïíùìÝíï äï÷åßï. Áðü ôïí áíôéóôÜôç äéÝñ÷åôáé çëåêôñéêü ñåýìá, ôçí Ýíôáóç ôïõ ïðïßïõ ñõèìßæïõìå ìå Ýíá ñïïóôÜôç. ¼ôáí áðü ôïí áíôéóôÜôç äéÝñ÷åôáé ñåýìá Ýíôáóçò 1 Á, ç èåñìïêñáóßá ôïõ íåñïý áõîÜíåôáé áðü ôïõò 20°C óôïõò 22°C óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá ìéóïý ëåðôïý.á. Óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá äýï ëåðôþí ç èåñìïêñáóßá ôïõ íåñïý áõîÜ-íåôáé áðü ôïõò 20°C óôïõò 28°C.â. Áí ìåôáêéíÞóïõìå ôï äñïìÝá ôïõ ñïïóôÜôç êáé áõîÞóïõìå ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò óå 2 Á, ôüôå óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá ìéóïý ëåðôïý ç èåñìïêñáóßá ôïõ íåñïý áõîÜíåôáé áðü ôïõò 20°C óôïõò 24°C.ã. Áí áíôéêáôáóôÞóïõìå ôïí áíôéóôÜôç ìå Üëëï äéðëÜóéáò áíôßóôá-óçò êáé ñõèìßóïõìå ôï ñïïóôÜôç Ýôóé þóôå ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ ôïí äéáññÝåé íá åßíáé 1 Á, óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá ìéóïý ëåðôïý ç èåñìïêñáóßá ôïõ íåñïý áõîÜíåôáé áðü ôïõò 20°C óôïõò 24°C.ä. Áí ìå ôïí áñ÷éêü áíôéóôÜôç ñõèìßóïõìå ôçí Ýíôáóç óôá 0,5 Á êáé èåñìÜíïõìå ôï íåñü ãéá äýï ëåðôÜ, ç èåñìïêñáóßá ôïõ èá áõîçèåß áðü ôïõò 20°C óôïõò 24°C.ii. Ç áýîçóç ôçò èåñìïêñáóßáò åíüò ìåôáëëéêïý áãùãïý, üôáí áðü áõôüí äéÝñ÷åôáé çëåêôñéêü ñåýìá, ïöåßëåôáé ôåëéêÜ:á. Óôçí áýîçóç ôçò êéíçôéêÞò åíÝñãåéáò ìüíïí ôùí åëåýèåñùí çëå-êôñïíßùí ôïõ.â. Óôçí áýîçóç ôçò êéíçôéêÞò åíÝñãåéáò ìüíïí ôùí éüíôùí ôïõ ìåôáë-ëéêïý ðëÝãìáôïò.ã. Óôçí ðñïóáíáôïëéóìÝíç êßíçóç ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí ôïõ.ä. Óôçí áýîçóç ôçò êéíçôéêÞò åíÝñãåéáò ëüãù ôçò Üôáêôçò êßíçóçò ôùí åëåýèåñùí çëåêôñïíßùí ôïõ êáé ôùí éüíôùí ôïõ ìåôáëëéêïý ðëÝã-ìáôïò.

ÁðÜíôçóç i) á Ó Ãéá óôáèåñü çëåêôñéêü ñåýìá ôï ÷ñïíéêü äéÜóôçìá t êáé ç

ìåôáâïëÞ ôçò èåñìïêñáóßáò Äè åßíáé ðïóÜ áíÜëïãá. â Ëã Óä Ë

Κεφάλαιο 3

124

ii) á Ëâ Ëã Ëä Ó

5. Çëåêôñéêü ñåýìá ïñéóìÝíçò Ýíôáóçò äéáññÝåé áíôéóôÜôç ãéá ÷ñïíéêü äéÜóôçìá äýï ëåðôþí. Ôï ðïóü ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñ-ãåéáò ðïõ ï áíôéóôÜôçò ìåôáôñÝðåé óå èåñìéêÞ åßíáé 30 J. Áí äéðëáóéáóôåß ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò, ðïéá åßíáé ç áíôßóôïé÷ç ðïóüôçôá ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò ðïõ ìåôáôñÝðå-ôáé óå èåñìéêÞ óå Ýíá ëåðôü;

ÁðÜíôçóç Ãíùñßæïõìå üôé ôï ðïóü ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò ðïõ ìåôáôñÝðåôáé óå

èåñìüôçôá óå Ýíáí áíôéóôÜôç äßíåôáé áðü ôç ó÷Ýóç ¼ðïõ,Q: ôï ðïóü èåñìüôçôáò, É: ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò, R: ç áíôßóôáóç ôïõ áíôéóôÜôç,t: ôï ÷ñïíéêü äéÜóôçìá ôçò ìåôáôñïðÞò ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò óå

èåñìéêÞ.Áí äéðëáóéáóôåß ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò, ôüôå É´=2É êáé áí

ìåéùèåß ôï ÷ñïíéêü äéÜóôçìá óôï Ýíá ëåðôü t´=t/2. Ôüôå,

6. Ìå ðïéï ôñüðï ðñïóôáôåýåôáé ìéá çëåêôñéêÞ óõóêåõÞ ìå ôç âïÞèåéá ìéáò ôçêüìåíçò áóöÜëåéáò;

ÁðÜíôçóç Ç ôçêüìåíç áóöÜëåéá áðïôåëåßôáé áðü Ýíáí áíôéóôÜôç êáôáóêåõá-

óìÝíï áðü åýôçêôï ìÝôáëëï (ëéþíåé åýêïëá). ÓõíäÝåôáé ðÜíôá óå óåéñÜ ìå ôçí çëåêôñéêÞ óõóêåõÞ ðïõ èÝëïõìå íá ðñïóôáôåõôåß. ¼ôáí ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôçí ôçêüìåíç áóöÜëåéá –Üñá êáé ôçí çëåêôñéêÞ óõóêåõÞ– îåðåñÜóåé ìéá ôéìÞ, ôüôå ç áóöÜëåéá ôÞêåôáé êáé ðñïêáëåß äéáêïðÞ ôïõ êõêëþìáôïò (ôï êýêëùìá áíïßãåé).

Ìå áõôüí ôïí ôñüðï ðñïóôáôåýåôáé ç çëåêôñéêÞ óõóêåõÞ.Ç ëåéôïõñãßá ôùí ôçêüìåíùí áóöáëåéþí óôçñßæåôáé óôï öáéíüìåíï

ÔæÜïõë (Joule).

Κεφάλαιο 3

125

7. Íá ÷áñáêôçñßóåéò ìå Ó ôéò ðñïôÜóåéò ôùí ïðïßùí ôï ðåñéå÷üìå-íï åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ïñèü êáé ìå Ë áõôÝò ðïõ ôï ðåñéå÷üìåíü ôïõò åßíáé åðéóôçìïíéêÜ ëáíèáóìÝíï.Óôïõò ðüëïõò åíüò çëåêôñéêïý êéíçôÞñá åöáñìüæåôáé äéáöïñÜ äõíá-ìéêïý 5 V, ïðüôå áðü áõôüí äéÝñ ÷åôáé çëåêôñéêü ñåýìá Ýíôáóçò 0,1 Á. Ï êéíçôÞñáò ðåñéóôñÝöåôáé êáé êéíåß Ýíá áõôïêéíçôÜêé:á. Ç ìç÷áíéêÞ éó÷ýò ðïõ áðïäßäåé ï êéíçôÞñáò åßíáé 0,5 W.â. Óôïí êéíçôÞñá ìåôáöÝñåôáé çëåêôñéêÞ éó÷ýò 0,5 W.ã. ¸íá ìÝñïò ôçò çëåêôñéêÞò éó÷ýïò ðïõ ìåôáöÝñåôáé óôïí êéíçôÞñá ìåôáôñÝðåôáé óå èåñìéêÝò áðþ ëåéåò ëüãù ôïõ öáéíïìÝíïõ ÔæÜïõë.ä. ÊÜèå äåõôåñüëåðôï 0,5 J çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò ðïõ ìåôáöÝñïíôáé áðü ôï çëåêôñéêü ñåýìá óôïí êéíçôÞñá ìåôáôñÝðïíôáé óå èåñìéêÞ åíÝñãåéá.å. Ç ìç÷áíéêÞ åíÝñãåéá ðïõ áðïäßäåé ï êéíçôÞñáò óå Ýíá ëåðôü åßíáé ìéêñüôåñç ôùí 30 J.

ÁðÜíôçóç Ç ó÷Ýóç ðïõ óõíäÝåé ôçí éó÷ý Pçë åíüò êéíçôÞñá ìå ôç äéáöïñÜ äõ-

íáìéêïý V óôïõò ðüëïõò ôïõ êáé ôçí Ýíôáóç I ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí êéíçôÞñá åßíáé

Ç ó÷Ýóç ðïõ óõíäÝåé ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá Eçë ðïõ êáôáíáëþíåé ï êéíçôÞñáò ìå ôçí çëåêôñéêÞ éó÷ý Pçë åßíáé:

üðïõ t ï ÷ñüíïò ëåéôïõñãßáò ôïõ çëåêôñéêïý êéíçôÞñá. á Ëâ Óã Óä Ë. ¸íá ìÝñïò ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò ìåôáôñÝðåôáé óå ìç÷áíéêÞ

êáé ôï õðüëïéðï åßíáé áðþëåéá ëüãù èåñìéêÞò åíÝñãåéáò.å Ó. Ãíùñßæïõìå üôé

Ëüãù ôùí áðùëåéþí ç ìç÷áíéêÞ åíÝñãåéá ðïõ áðïäßäåé ï êéíçôÞñáò

åßíáé óßãïõñá ìéêñüôåñç áðü ôá 30 J ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò ôïõ êéíçôÞñá óå 1 min.

8. Íá ðåñéãñÜøåéò ôéò ìåôáôñïðÝò Þ ìåôáöïñÝò åíÝñãåéáò ðïõ óõìâáßíïõí óå Ýíá çëåêôñéêü êýêëùìá ðïõ áðïôåëåßôáé áðü ìéá ìðáôáñßá êáé Ýíáí áíôéóôÜôç ï ïðïßïò åßíáé âõèéóìÝíïò óå íåñü ðïõ âñßóêåôáé ìÝóá óå èåñìéêÜ ìïíùìÝíï äï÷åßï.

ÁðÜíôçóç Ç ÷çìéêÞ åíÝñãåéá ôçò ìðáôáñßáò ìåôáöÝñåôáé óôï êýêëùìá êáé ìå-

Κεφάλαιο 3

126

ôáôñÝðåôáé óå çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ìÝóù ôïõ çëåêôñéêïý êõêëþìáôïò. Óôç óõíÝ÷åéá ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ìåôáôñÝðåôáé óå èåñìéêÞ ëüãù ôïõ áíôéóôÜôç êáé ìåôáöÝñåôáé óôï íåñü óôï ïðïßï åßíáé âõèéóìÝíï ôï çëåêôñéêü êýêëùìá. Áõôü Ý÷åé áðïôÝëåóìá ôç èÝñìáíóç ôïõ íåñïý êáé Üñá ôçí áýîçóç ôçò èåñìïêñáóßáò ôïõ.

9. Íá ðåñéãñÜøåéò ôéò ìåôáôñïðÝò åíÝñãåéáò ðïõ óõìâáßíïõí êáôÜ ôç ëåéôïõñãßá ôïõ êéíçôÞñá åíüò áíåë êõóôÞñá êáèþò áíõøþíåé ôï èÜëáìï áðü ôïí 1ï óôïí 5ï üñïöï ìéáò ðïëõêáôïéêßáò.

ÁðÜíôçóç Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ðáñÝ÷åôáé óôïí áíåëêõóôÞñá áðü ôï äßêôõï

ôçò ÄÅÇ ìåôáôñÝðåôáé óå êéíçôéêÞ êáèþò áíõøþíåôáé ï èÜëáìïò ôïõ áíåëêõóôÞñá áëëÜ êáé óå âáñõôéêÞ äõíáìéêÞ åíÝñãåéá (äõíáìéêÞ åíÝñ-ãåéá ëüãù âÜñïõò). Áí ï èÜëáìïò áíÝñ÷åôáé ìå óôáèåñÞ ôá÷ýôçôá ðñïò ôá åðÜíù, ôüôå óå üëç ôç äéÜñêåéá áðü ôïí 1ï óôïí 5ï üñïöï ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ìåôáôñÝðåôáé óå äõíáìéêÞ åíÝñãåéá ëüãù âÜñïõò. 10. Ìðïñåß Ýíáò êéíçôÞñáò íá áðïäßäåé ìç÷áíéêÞ éó÷ý ìåãáëýôåñç

áðü ôçí çëåêôñéêÞ éó÷ý ðïõ ìåôáöÝñåé ôï çëåêôñéêü ñåýìá óå áõôüí; Íá áéôéïëïãÞóåéò ôçí áðÜíôçóÞ óïõ.

ÁðÜíôçóç ¸íáò êéíçôÞñáò äåí ìðïñåß íá áðïäßäåé ìç÷áíéêÞ éó÷ý ìåãáëýôåñç

áð’ ü,ôé ç çëåêôñéêÞ éó÷ýò ðïõ ìåôáöÝñåôáé óå áõôüí áðü ôï çëåêôñéêü êýêëùìá. Áõôü óõìâáßíåé ãéáôß êáôÜ ôç ìåôáôñïðÞ ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñ-ãåéáò óå ìç÷áíéêÞ, Ýíá ìÝñïò ôçò çëåêôñéêÞò ÷Üíåôáé ëüãù èåñìüôçôáò, äçëáäÞ ìåôáôñÝðåôáé óå èåñìéêÞ åíÝñãåéá.

¢ñá ëïéðüí Ýíá ðïóïóôü ôçò çëåêôñéêÞò éó÷ýïò ìåôáôñÝðåôáé óå ìç÷áíéêÞ.

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ

Ãéá üëåò ôéò áóêÞóåéò äßíåôáé ç åéäéêÞ èåñìüôçôá ôïõ íåñïý:

1. Óå çëåêôñéêü êáôáíáëùôÞ áíáãñÜöïíôáé áðü ôïí êáôáóêåõáóôÞ ïé åíäåßîåéò «12 V, 30 W». Ôé óçìáßíåé áõôÞ ç ðëçñïöïñßá; Áí åöáñìüóïõìå óôïõò ðüëïõò ôïõ êáôáíáëùôÞ ôÜóç 12 V, ðüóç èá åßíáé ç Ýíôá óç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ èá ôïí äéáññÝåé;

ÁðÜíôçóç Ïé åíäåßîåéò 12 V êáé 30 W óçìáßíïõí üôé ãéá íá ëåéôïõñãåß êáíïíéêÜ ï

Κεφάλαιο 3

127

êáôáíáëùôÞò ðñÝðåé óôá Üêñá ôïõ íá åöáñìüæåôáé ôÜóç 12 V êáé ôüôå ç éó÷ýò ðïõ èá êáôáíáëþíåé èá åßíáé 30 W. Áí îåðåñáóôïýí ïé ôéìÝò áõôÝò ôüôå ï êáôáíáëùôÞò èá êéíäõíåýóåé íá êáåß (äçëáäÞ íá êáôáóôñáöåß ç áíôßóôáóÞ ôïõ). Ç Ýíôáóç ôïõ ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí êáôáíáëùôÞ õðïëïãßæåôáé áðü ôç ó÷Ýóç . ÄçëáäÞ,

2. Ôñåéò çëåêôñéêÝò óõóêåõÝò, Ýíáò áíôéóôÜôçò, Ýíáò êéíçôÞñáò

êáé Ýíáò óõóóùñåõôÞò Ý÷ïõí ÷áñáêôçñé óôéêÜ ëåéôïõñãßáò (12 V, 6 W), (12 V, 30 W) êáé (12 V, 24 W) áíôßóôïé÷á. Ðþò ðñÝðåé íá ôéò óõíäÝóïõ ìå ìå ðçãÞ óôáèåñÞò ôÜóçò 12 V, þóôå íá ëåéôïõñãÞóïõí óýìöùíá ìå ôéò ðñïäéáãñáöÝò ôïõ êáôá óêåõáóôÞ ôïõò; Ðüóç åßíáé ç ïëéêÞ çëåêôñéêÞ éó÷ýò ðïõ ðáñÝ÷åé ôüôå ç çëåêôñéêÞ ðçãÞ êáé óôéò ôñåéò óõóêåõÝò;

ÁðÜíôçóç Ðáñáôçñïýìå üôé êáé ïé ôñåéò çëåêôñéêÝò óõóêåõÝò ëåéôïõñãïýí ìå ôçí

ßäéá ôÜóç 12 V, Üñá èá ðñÝðåé ìåôáîý ôïõò íá óõíäåèïýí ðáñÜëëçëá. Ôüôå ç ðçãÞ èá ðñÝðåé íá ðáñÝ÷åé ôüóç éó÷ý þóôå íá ëåéôïõñãÞóïõí

êáé ïé ôñåéò óõóêåõÝò. ¸ôóé,

¼ðïõ P1, P2 êáé P3 åßíáé ç éó÷ýò ðïõ êáôáíáëþíïõí ï áíôéóôÜôçò, ï êéíçôÞñáò êáé ï óõóóùñåõôÞò áíôßóôïé÷á.

¸÷ïõìå ìÜèåé üôé óôçí ðáñÜëëçëç óýíäåóç ôùí óôïé÷åßùí ç ôÜóç ôïõò åßíáé ç ßäéá.

3. Óôïõò ðüëïõò çëåêôñéêÞò ðçãÞò óôáèåñÞò ôÜóçò 6 V óõíäÝïõìå áíôéóôÜôç áíôßóôáóçò 6 Ù óå óåéñÜ ìå áìðåñüìåôñï. á. Ó÷åäßáóå ôï êýêëùìá, â. Ðïéá åßíáé ç Ýíäåéîç ôïõ áìðåñüìåôñïõ; ã. Ðïéá åßíáé ç ðïóüôçôá ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí áíôé-óôÜôç ðñïò ôï ðåñéâÜëëïí óå ÷ñüíï äýï ëåðôþí; ä. Ðüóç åßíáé ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ðñïóäßäåé ç ðçãÞ óôï êýêëùìá óôïí ßäéï ÷ñüíï; å. Áí áíôéêáôáóôÞóïõìå ôïí áíôéóôÜôç ìå Ýíáí Üëëï ðïõ Ý÷åé ôç ìéóÞ áíôßóôáóç, óå ðüóï ÷ñüíï èá ðáñá ÷èåß áðü áõôüí ç ßäéá ðïóüôçôá èåñìüôçôáò; óô. Ðüóç åßíáé ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ðñïóäßäåé ç çëå êôñéêÞ ðçãÞ óôï êýêëùìá áíÜ äåõôåñüëåðôï, óå êáèåìßá áðü ôéò äýï ðåñéðôþóåéò;

ÁðÜíôçóç á. Ôï êýêëùìá öáßíåôáé óôï áêüëïõèï ó÷Þìá.

Κεφάλαιο 3

â. Ç Ýíäåéîç ôïõ áìðåñüìåôñïõ ìðïñåß íá âñåèåß áðü ôï íüìï ôïõ Ùì ðïõ ìÜèáìå óôï ðñïçãïýìåíï êåöÜëáéï. ¸ôóé,

ã. Ôï ðïóü ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí áíôéóôÜôç ðñïò ôï ðåñéâÜëëïí èá äßíåôáé áðü ôç ìáèçìáôéêÞ ó÷Ýóç

Ôá äýï ëåðôÜ (min) ìåôáôñÝðïíôáé óå äåõôåñüëåðôá (sec). 2 min=120 sec.

ä. Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ðñïóäßäåé ç ðçãÞ åßíáé

Ðáñáôçñïýìå üôé ïëüêëçñï ôï ðïóü ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò ðïõ ðñïóäßäåé ç ðçãÞ óôï êýêëùìá ìåôáöÝñåôáé ìÝóù ôïõ áíôéóôÜôç óôï ðåñéâÜëëïí ìå ôç ìïñöÞ èåñìüôçôáò óôïí ßäéï ÷ñüíï.

å. Áí ç áíôßóôáóç ôïõ áíôéóôÜôç ìåéùèåß óôï ìéóü, ôüôå óßãïõñá óôïí ßäéï ÷ñüíï ç èåñìüôçôá ðïõ èá ìåôáöÝñåôáé óôï ðåñéâÜëëïí èá åßíáé ç ìéóÞ. Ç èåñìüôçôá èá ãßíåé ßóç ìå áõôÞ ôçò áñ÷éêÞò ðåñßðôùóçò üôáí ï ÷ñüíïò ãßíåé äéðëÜóéïò. ÄçëáäÞ üôáí t´=2t=4 min. ¢ñá óå 4 ëåðôÜ èá ðáñá÷èåß ôï ßäéï ðïóü èåñìüôçôáò.

óô. Óôçí ðñþôç ðåñßðôùóç ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá áíÜ ìïíÜäá ÷ñüíïõ ðïõ ðñïóäßäåé ç çëåêôñéêÞ ðçãÞ óôï êýêëùìá åßíáé

Ðáñïìïßùò óôç äåýôåñç ðåñßðôùóç

ÅðåéäÞ ç áíôßóôáóç åßíáé ç ìéóÞ óôç äåýôåñç áð’ ü,ôé óôçí ðñþ-

ôç ðåñßðôùóç, ãéá ôï ëüãï áõôü .

128

Κεφάλαιο 34. ÄéáèÝôåéò Ýíáí áíôéóôÜôç áíôßóôáóçò R=12 Ù, ìéá çëåêôñéêÞ ðçãÞ óôáèåñÞò ôÜóçò V=6 V, êáëþäéá óýíäåóçò, äéáêüðôç êáé Ýíá èåñìéêÜ ìïíùìÝíï äï÷åßï ðïõ ðåñéÝ÷åé íåñü ìÜæáò 0,1 kg áñ÷éêÞò èåñìï êñáóßáò 18°C.á. Íá ó÷åäéÜóåéò ôç ó÷çìáôéêÞ áíáðáñÜóôáóç ôçò äéÜôáîçò ðïõ èá ÷ñçóéìïðïéÞóåéò ãéá íá èåñìÜíåéò ôï íåñü.â. Íá õðïëïãßóåéò ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç.ã. Óå ðüóï ÷ñüíï ç èåñìïêñáóßá ôïõ íåñïý èá ìåôáâëçèåß áðü ôïõò 15°C óôïõò 25°C;

ÁðÜíôçóç á. Áñ÷éêÜ ôïðïèåôïýìå ôïí áíôéóôÜôç ìÝóá óôï ìïíùìÝíï äï÷åßï.

¸ðåéôá óõíäÝïõìå ìå ôá êáëþäéá ôá Üêñá ôïõ áíôéóôÜôç ìå ôçí ðçãÞ, áöïý ðñþôá ðáñåìâÜëëïõìå ôï äéáêüðôç. Ç ó÷çìáôéêÞ äéÜôáîç ðïõ ðåñéãñÜöçêå ðáñáðÜíù öáßíåôáé óôï äéðëáíü ó÷Þìá.

â. Ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ äéáññÝåé ôïí áíôéóôÜôç èá õðïëïãßæåôáé áðü ôï íüìï ôïõ Ùì. ÄçëáäÞ,

ã. Ïëüêëçñï ôï ðïóü èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí áíôé-óôÜôç óôï ðåñéâÜëëïí ÷ñçóéìïðïéåßôáé ãéá íá èåñìÜíåé ôï íåñü Ýôóé QáíôéóôÜôç=Qíåñïý.

Ãíùñßæïõìå üìùò üôé êáé üðïõ m: ìÜæá ôïõ íåñïý,

: ç åéäéêÞ èåñìüôçôá ôïõ íåñïý,

Äè = è2 - è1: ç äéáöïñÜ èåñìïêñáóßáò ôïõ íåñïý ðñéí êáé ìåôÜ ôçí áðïñ-ñüöçóç ôçò èåñìüôçôáò áðü ôïí áíôéóôÜôç.

¸ôóé,

5. Çëåêôñéêüò èåñìïóßöùíáò (åéêüíá 3.13, óåë. 70) ðåñéÝ÷åé íåñü ìÜæáò 10 kg, Ý÷åé áíôéóôÜôç áíôßóôáóçò 60 Ù, åíþ ôï çëåêôñéêü ñåýìá ðïõ ôïí äéáññÝåé Ý÷åé Ýíôáóç 4 Á.á. Ìå âÜóç ôá ðáñáðÜíù äåäïìÝíá íá õðïëïãßóåéò ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ìåôáöÝñåôáé óôï èåñ ìïóßöùíá óå ÷ñüíï 2 min.â. Áí ãíùñßæåéò üôé ôï 70% ôïõ ðïóïý ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝ-ñåôáé áðü ôïí áíôéóôÜôç óôï ðåñé âÜëëïí áðïññïöÜôáé áðü ôï íåñü 129

Κεφάλαιο 3

130

ôïõ èåñìïóßöùíá, íá õðïëïãßóåéò ôçí áýîçóç ôçò èåñìéêÞò åíÝñ ãåéáò êáé ôçò èåñìïêñáóßáò ôïõ íåñïý óôá 2 min.

ÁðÜíôçóç á. Ãíùñßæïõìå üôé ôï ðïóü ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé

óôï èåñìïóßöùíá åßíáé:

â. Ç áýîçóç ôçò èåñìéêÞò åíÝñãåéáò ôïõ íåñïý ôïõ èåñìïóßöùíá éóïýôáé ìå

Ç áýîçóç áõôÞ èá åðéöÝñåé êáé áýîçóç ôçò èåñìïêñáóßáò ôïõ íåñïý ôçí ïðïßá ìðïñïýìå íá âñïýìå áðü ôçí åîßóùóç ôçò èåñìéäïìåôñßáò.

¸ôóé,

6. Óôï êýêëùìá ôçò äéðëáíÞò åéêüíáò ïé äýï áíôéóôÜôåò Ý÷ïõí áíôéóôÜóåéò R1=20 Ù êáé R2=40 Ù áíôßóôïé÷á. Ìüëéò êëåß óïõìå ôï äéáêüðôç, ç Ýíäåéîç ôïõ âïëôüìåôñïõ åßíáé 12 V. á. Ðïéá èá åßíáé ôüôå ç Ýíäåéîç ôïõ áìðåñüìåôñïõ; â. Íá õðï ëïãßóåéò ôçí ðïóüôçôá ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü êÜèå áíôéóôÜôç óôï ðåñéâÜëëïí óå äýï ëåðôÜ. ã. Íá õðïëï ãßóåéò ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ðáñÝ÷åé ç ðçãÞ óôï êýêëù ìá óôïí ßäéï ÷ñüíï. ä. Íá õðïëïãßóåéò ôçí ðáñáãüìåíç èåñ ìüôçôá áíÜ äåõôåñüëåðôï óå êÜèå áíôéóôÜôç. å. Íá õðïëïãß óåéò ôçí åíÝñãåéá ðïõ ðáñÝ÷åé ç ðçãÞ óôï êýêëùìá áíÜ äåõôåñüëåðôï.

Κεφάλαιο 3

131

ÁðÜíôçóç á. Ãéá íá õðïëïãßóïõìå ôçí Ýíäåéîç ôïõ áìðåñüìåôñïõ, âñßóêïõìå

áñ÷éêÜ ôç óõíïëéêÞ áíôßóôáóç óôï êýêëùìá êáé Ýðåéôá ìå ôï íüìï ôïõ Ùì âñßóêïõìå ôï óõíïëéêü çëåêôñéêü ñåýìá ôïõ êõêëþìáôïò.

¸ôóé,

Êáé

â. Tï ðïóü ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü êÜèå áíôéóôÜôç åßíáé Q1 êáé Q2, üðïõ

êáé

ã. Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá éóïýôáé ìå

Ðáñáôçñïýìå üôé ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá éóïýôáé ìå ôï Üèñïéóìá ôùí ðïóþí èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôïõò äýï áíôéóôÜôåò.

ä. Ç ðáñáãüìåíç èåñìüôçôá áíÜ äåõôåñüëåðôï óå êÜèå áíôéóôÜôç èá åßíáé áíôßóôïé÷á:

êáé

å. Ç åíÝñãåéá ðïõ ðáñÝ÷åé ç ðçãÞ óôï êýêëùìá áíÜ äåõôåñüëåðôï åßíáé

7. Ìéá ìðáôáñßá óõíäÝåôáé ìå ôá Üêñá åíüò êéíçôÞñá, Ýôóé þóôå ï êéíçôÞñáò íá ðåñéóôñÝöåôáé. Ìå ôç âïÞ èåéá åíüò áìðåñüìåôñïõ ìåôñÜìå ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ôïõ êõêëþìáôïò. Ìå Ýíá âïëôü ìåôñï ìåôñÜìå ôçí ôÜóç óôïõò ðüëïõò ôçò ìðá-ôáñßáò.á. Íá ó÷åäéÜóåéò ôï áíôßóôïé÷ï êýêëùìá.â. Áí ç Ýíäåéîç ôïõ áìðåñüìåôñïõ ðáñáìÝíåé óôáèåñÞ êáé ßóç ìå I=0,5 Á, íá õðïëïãßóåéò ôï çëåêôñéêü öïñôßï ðïõ äéÝñ÷åôáé áðü ôçí ìðáôá-

Κεφάλαιο 3

132

ñßá êáé áðü ôïí êéíçôÞñá óå ÷ñïíéêü äéÜóôçìá åíüò ëåðôïý.ã. Áí ç Ýíäåéîç ôïõ âïëôüìåôñïõ ðáñáìÝíåé óôáèåñÞ êáé åßíáé ßóç ìå 6 V, íá õðïëïãßóåéò ôçí ðïóüôçôá ôçò ÷çìéêÞò åíÝñãåéáò ôçò ìðáôáñßáò ðïõ ìåôáôñÜðçêå óå çëåêôñéêÞ óôï ßäéï ÷ñïíéêü äéÜóôçìá.ä. Áí ãíùñßæåéò üôé ó÷åäüí üëç ç åíÝñãåéá ðïõ ðñïóäßäåé ç ìðáôáñßá óôï êýêëùìá ìåôáôñÝðåôáé óå ìç÷á íéêÞ åíÝñãåéá óôïí êéíçôÞñá, èá Þôáí äõíáôüí íá ÷ñçóéìïðïéÞóïõìå ôïí êéíçôÞñá ãéá íá áíõøþóïõìå ìéá ðÝôñá ìÜæáò 1 kg óå ýøïò 15 m; (g=10 m/s2)

ÁðÜíôçóç á. Ç ôÜóç óôïõò ðüëïõò ôçò ìðáôáñßáò éóïýôáé ìå ôçí ôÜóç óôá Üêñá

ôçò áíôßóôáóçò.â. Áðü ôïí ïñéóìü ôçò Ýíôáóçò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ãíùñßæïõìå

üôé:

ã. Ç ðïóüôçôá ôçò ÷çìéêÞò åíÝñãåéáò ôçò ìðáôáñßáò åßíáé ßóç ìå ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ôïõ êõêëþìáôïò óôï ßäéï ÷ñïíéêü äéÜóôçìá. ¸ôóé,

¢ñá êáé Å÷çì=180 Joule. ä. Áí ïëüêëçñç ç åíÝñãåéá ðïõ ðñïóäßäåé ç ìðáôáñßá óôï êýêëùìá

ìåôáôñÝðåôáé óå ìç÷áíéêÞ åíÝñãåéá áíýøùóçò ìéáò ðÝôñáò, ôüôå èá ðñÝðåé ç äõíáìéêÞ åíÝñãåéá ôçò ðÝôñáò íá åßíáé ìéêñüôåñç Þ ßóç áðü ôç ÷çìéêÞ åíÝñãåéá ôçò ìðáôáñßáò. ÄçëáäÞ Åìç÷=U=mgh üðïõ m: ç ìÜæá ôçò ðÝôñáò, h ôï ýøïò ðïõ áíõøþíåôáé ç ðÝôñá. ¢ñá U=150 Joule. Ïðüôå ç ÷çìéêÞ åíÝñãåéá ôçò ìðáôáñßáò áñêåß ãéá íá áíõøùèåß ç ðÝôñá óôá 15 ìÝôñá.

8. ÓõíäÝïõìå ôïõò ðüëïõò êéíçôÞñá ìå çëåêôñéêÞ ðçãÞ óôáèåñÞò ôÜóçò 12 V, ïðüôå ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñé êïý ñåýìáôïò ðïõ ôïí äéáññÝåé åßíáé 2 Á. Ï êéíçôÞñáò áðïäßäåé óå Ýíá ëåðôü ìç÷áíéêÞ åíÝñãåéá 1.000 J.á. Íá õðïëïãßóåéò ôçí çëåêôñéêÞ éó÷ý ðïõ ìåôáöÝñåé ôï çëåêôñéêü ñåýìá óôïí êéíçôÞñá.â. Íá õðïëïãßóåéò ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ìåôáöÝñåé ôï çëåêôñéêü

Κεφάλαιο 3

133

ñåýìá óôïí êéíçôÞñá óå ÷ñüíï åíüò ëåðôïý.ã. Íá õðïëïãßóåéò ôçí ðïóüôçôá ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí êéíçôÞñá óôï ðåñéâÜëëïí óôïí ßäéï ÷ñüíï.ä. Íá õðïëïãßóåéò ôçí áðüäïóç ôïõ êéíçôÞñá.

ÁðÜíôçóç á. Ãíùñßæïõìå üôé ç çëåêôñéêÞ éó÷ýò äßíåôáé áðü ôç ó÷Ýóç

â. Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá óõíäÝåôáé ìå ôçí çëåêôñéêÞ éó÷ý ìå ôçí ðá-ñáêÜôù ó÷Ýóç:

ã. Ôï ðïóü ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé óôï ðåñéâÜëëïí óôïí ßäéï ÷ñüíï èá éóïýôáé ìå áõôü ðïõ èá ðñïêýøåé áí áðü ôç óõíïëéêÞ çëå-êôñéêÞ åíÝñãåéá áöáéñåèåß ç ìç÷áíéêÞ åíÝñãåéá ôïõ êéíçôÞñá. ÄçëáäÞ,

ä. Ç áðüäïóç ôïõ êéíçôÞñá èá äßíåôáé áðü ôç ó÷Ýóç

9. Óå êéíçôÞñá ðïõ ëåéôïõñãåß õðü ôÜóç 120 V ìðïñåß íá ìåôáöåñ-èåß çëåêôñéêÞ éó÷ýò 600 W, óýìöùíá ìå ôéò ðñïäéáãñáöÝò ôïõ êáôáóêåõáóôÞ ôïõ. Ôüôå ôï 80% ôçò çëåêôñéêÞò éó÷ýïò ìåôá-ôñÝðåôáé áðü ôïí êéíç ôÞñá óå ìç÷áíéêÞ éó÷ý. ¼ôáí ï êéíçôÞñáò ëåéôïõñãåß êÜôù áðü áõôÝò ôéò óõíèÞêåò, íá õðïëïãßóåéò:á. Ôçí çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ìåôáöÝñåôáé óôïí êéíçôÞñá üôáí ëåé-ôïõñãåß åðß äÝêá ëåðôÜ.â. Ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ ôïí äéáññÝåé.ã. Ôç ìç÷áíéêÞ éó÷ý ðïõ áðïäßäåé.ä. Ôç ìç÷áíéêÞ åíÝñãåéá ðïõ áðïäßäåé óå äÝêá ëåðôÜ ëåéôïõñãßáò.å. Ôï ìÝñïò ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé óôï ðåñéâÜë-ëïí ìå ôç ìïñöÞ èåñìüôçôáò êÜèå äåõôåñüëåðôï.óô. Ôï ìÝñïò ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò ðïõ ìåôáôñÝðåôáé óå èåñìü-ôçôá êáé ìåôáöÝñåôáé óôï ðåñéâÜëëïí óå äÝêá ëåðôÜ ëåéôïõñãßáò.

ÁðÜíôçóç á. Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ìåôáöÝñåôáé óôïí êéíçôÞñá èá äßíåôáé

áðü ôç ó÷Ýóç

Κεφάλαιο 3

134

â. Ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò èá âñåèåß áðü ôç ó÷Ýóç ôçò çëåêôñéêÞò éó÷ýïò

ã. Ç áðüäïóç ôïõ êéíçôÞñá èá äßíåôáé áðü ôç ó÷Ýóç

ä.

å. Ôï ìÝñïò ôçò çëåêôñéêÞò åíÝñãåéáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé óôï ðåñéâÜë-ëïí ìå ôç ìïñöÞ èåñìüôçôáò óå êÜèå äåõôåñüëåðôï èá åßíáé

óô.

10. Ç ìÝãéóôç çëåêôñéêÞ éó÷ýò ðïõ ìðïñåß íá ìåôáöåñèåß ó’ Ýíáí áíôéóôÜôç áíôßóôáóçò 100 Ù, ÷ùñßò íá êáåß, åßíáé 4 W.á. Íá õðïëïãßóåéò ôç ìÝãéóôç ôéìÞ ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ ìðïñåß íá ôïí äéáññÝåé.â. Íá õðïëïãßóåéò ôç ìÝãéóôç ôéìÞ ôçò çëåêôñéêÞò ôÜóçò ðïõ ìðï-ñïýìå íá åöáñìüóïõìå óôá Üêñá ôïõ. Ðïéá åßíáé ôüôå ç ðïóüôçôá ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí áíôéóôÜôç óôï ðåñéâÜëëïí ôïõ óå ÷ñüíï äýï ëåðôþí;ã. Áí åöáñìüóïõìå óôá Üêñá ôïõ ôÜóç 10 V, ðüóç åßíáé ç Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò ðïõ ôïí äéáñ ñÝåé; Ðüóç çëåêôñéêÞ åíÝñ-ãåéá ìåôáôñÝðåôáé áð’ áõôüí óå èåñìüôçôá áíÜ äåõôåñüëåðôï; Ðüóç èåñìüôç ôá ìåôáöÝñåôáé áðü ôïí áíôéóôÜôç óôï ðåñéâÜëëïí óå ÷ñüíï äýï ëåðôþí; Óýãêñéíå ôçí ôéìÞ áõôÞ ìå ôçí áíôßóôïé÷ç ôïõ åñùôÞ-ìáôïò (â).

ÁðÜíôçóç á. Áðü ôï íüìï ôïõ Ùì Ý÷ïõìå

ðïõ åßíáé ç ìÝãéóôç ôéìÞ ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò.

Κεφάλαιο 3

135

â. Ç ìÝãéóôç ôéìÞ ôçò çëåêôñéêÞò ôÜóçò èá åßíáé

Ãíùñßæïõìå üôé

ã. Ç êáéíïýñãéá Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò åßíáé

Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ ìåôáôñÝðåôáé óå èåñìüôçôá áíÜ äåõôåñü-ëåðôï éóïýôáé ìå ôçí çëåêôñéêÞ éó÷ý P´.

Ðáñáôçñïýìå üôé ãéá ìéêñüôåñç ôéìÞ ôçò ôÜóçò óôá Üêñá ôçò áíôßóôá-óçò ç èåñìüôçôá ðïõ ìåôáöÝñåôáé óôï ðåñéâÜëëïí ãéá ôïí ßäéï ÷ñüíï èá åßíáé ìéêñüôåñç.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 3ΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ

ΘΕΜΑ 1Ο

Ðïéåò áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò ëáí-èáóìÝíåò; á) Ç èåñìéêÞ éó÷ýò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò åßíáé â) Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ êáôáíáëþíåé ìéá óõóêåõÞ åßíáé áíÜëïãç ìå ôï ÷ñüíï, åíþ ç éó÷ýò åßíáé óôáèåñÞ êáé áíåîÜñôçôç ôïõ ÷ñüíïõ ëåéôïõñãßáò. ã) Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ðïõ äáðáíÜ Ýíáò çëåêôñéêüò êáôáíáëùôÞò ðïõ äéáññÝåôáé áðü ñåýìá Ýíôáóçò É êáé Üêñá ôïõ õðÜñ÷åé ôÜóç V ðïõ äßíåôáé áðü ôç ó÷Ýóç ä) Ç Wh êáé ç kWh åßíáé ìïíÜäåò éó÷ýïò.

ΘΕΜΑ 2Ο

1) Óõìðëçñþóôå ôïí ðáñáêÜôù ðßíáêá:

Øõãåßï Óßäåñï Ôçëåüñáóç

ÔÜóç (V) 220 220 220

¸íôáóç ñåýìáôïò (É) 1

Áíôßóôáóç (R) 110

Éó÷ýò (W) 110

Κεφάλαιο 3

136

2) Ðïéåò áðü ôéò ðáñáêÜôù ðñïôÜóåéò åßíáé óùóôÝò êáé ðïéåò ëáíèáóìÝíåò;á) Ç èåñìïêñáóßá åíüò ìåôáëëéêïý áãùãïý ó÷åôßæåôáé ìå ôçí êéíçôé-êÞ åíÝñãåéá ôùí éüíôùí ôïõ ìåôáëëéêïý áãùãïý ëüãù ôçò Üôáêôçò êßíçóÞò ôïõò. â) Ç çëåêôñéêÞ åíÝñãåéá ìåôáôñÝðåôáé óå öùôåéíÞ óå Ýíáí áíôéóôÜ-ôç.ã) Ôï ðïóü ôçò èåñìüôçôáò ðïõ ìåôáöÝñåôáé áðü Ýíáí áíôéóôÜôç óôï ðåñéâÜëëïí äåí åîáñôÜôáé áðü ôçí áíôßóôáóç ôïõ áíôéóôÜôç. ä) Óôïõò çëåêôñéêïýò ëáìðôÞñåò ôï óýñìá óôï åóùôåñéêü ôïõò ôï-ðïèåôåßôáé óå ÷þñï êåíü áðü áÝñá Þ óå ÷þñï ðïõ ðåñéÝ÷åé áäñáíÝò áÝñéï ðïõ ðåñéâÜëëåôáé áðü ãõÜëéíï ðåñßâëçìá, ãéá íá ìçí áíôéäñÜóåé ôï õëéêü ôïõ óýñìáôïò ÷çìéêÜ ìå ôï ïîõãüíï ôçò áôìüóöáéñáò êáé ïîåéäùèåß.

ΘΕΜΑ 3Ο

ËáìðôÞñáò áíôßóôáóçò R1=40 Ù óõíäÝåôáé óå óåéñÜ ìå áíôßóôáóç R2=20 Ù êáé óôá Üêñá ôïõ óõóôÞìáôïò åöáñìüæåôáé ôÜóç V=120 Volt. á) Ðüóç åßíáé ç éó÷ýò ôïõ ëáìðôÞñá;â) Áí ðáñÜëëçëá ìå ôï ëáìðôÞñá óõíäåèåß áíôßóôáóç R3=40 Ù, ðüóç åßíáé ç åðß ôçò åêáôü (%) ìåôáâïëÞ ôçò éó÷ýïò ôïõ ëáìðôÞñá;

ΘΕΜΑ 4Ο

¸íáò áíôéóôÜôçò ìå áíôßóôáóç R=18 Ù ôïðïèåôåßôáé ìÝóá óå èåñ-ìéêÜ ìïíùìÝíï äï÷åßï ðïõ ðåñéÝ÷åé íåñü ìÜæáò m=4 Kg. Ï áíôé-óôÜôçò ôñïöïäïôåßôáé ìå çëåêôñéêü ñåýìá óôáèåñÞò Ýíôáóçò ãéá ÷ñïíéêü äéÜóôçìá t= 2 min, ïðüôå ç èåñìïêñáóßá ôïõ áõîÜíåôáé êáôÜ Äè= 10ï C. Íá õðïëïãßóåôå:á) Ôç èåñìïêñáóßá ðïõ ìåôáöÝñèçêå áðü ôïí áíôéóôÜôç óôï íåñü.â) Ôçí Ýíôáóç ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò.ã) Ôçí ôÜóç óôá Üêñá ôïõ áíôéóôÜôç.Äßíåôáé ç åéäéêÞ èåñìüôçôá ôïõ íåñïý


Documents

Φυσική - 4gymzografou.files.wordpress.com · 1 nC (Ýíá íáíïêïõëüìð) éóïýôáé ìå 10-9C äçëáäÞ 1nC=10-9C. ÓõíÞèùò ïé ôéìÝò ðïõ ðáßñíïõí