Κυριακή 6 Σεπτεμβρίου 2009

3.2.5 Συνδεσμολογία αντιστάσεων

Να αποδειχθεί ο τύπος που δίνει την ολική αντίσταση, δύο αντιστάσεων που έχουν συνδεθεί σε σειρά δηλαδή: clip_image002

.

clip_image004

clip_image005clip_image006 Εγώ1 = I2 = I

Επίσης ισχύει:

V = I R, V1= R I1, V2= R I2 (1)

V = V1 + V2 clip_image008

I R = I R1 I + R2 clip_image010

I R = I (R1+ R2) clip_image010[1]

clip_image002[1]

Να αποδειχθεί ο τύπος που δίνει την ολική αντίσταση, δύο αντιστάσεων που έχουν συνδεθεί παράλληλα δηλαδή:

clip_image012

clip_image016

V = V1 = V2

clip_image015clip_image014

Επίσης ισχύει:

clip_image018, clip_image020, clip_image022 (1)

1ος Κανόνας Kirchhoff:

I = I1 + I2clip_image024

clip_image026

clip_image028

clip_image012[1]

Παρατήρηση αν η προηγούμενη εξίσωση λυθει ως προς R δίνει:

clip_image030

3.2.7 ενέργεια και ισχύς του ηλεκτρικού ρεύματος

Τι γνωρίζεται για την ενέργεια του ηλεκτρικού ρεύματος?

Θεωρουμε έναν αγωγό αντίστασης R, στα ακρα του υπαρχει ταση VΑΒ και διαρρέεται απο ρεύμα εντάσεως Ι επί χρόνο t, τότε

clip_image032

Η ενταση του ηλεκτρικού ρεύματος ισούται:

clip_image034 (1)

q: Φορτίο.

t: Xρόνος

Σύμφωνα με τον ορισμό της διαφοράς δυναμικου, η ενέργεια W του ηλεκτρικού ρεύματος η οποία αποδίδεται πάνω σ `αυτό τον αγωγό ισούται:

clip_image036

Άλλες σχέσεις

clip_image038

Πως ορίζεται η ισχύς ηλεκτρικού ρεύματος, Μονάδα?

P ισχύς του ηλεκτρικού ρεύματος ορίζεται ως το πηλίκο της ηλεκτρικής ενέργειας W που προσφέρεται σε μια συσκευή σε χρόνο t, προς το χρόνο αυτό.

clip_image040

Μονάδα ισχύος στο SI είναι το 1 Watt = 1joule/1sec

Άλλες μοναδες: 1ΚW = 1000 Watt

Η ισχύς P του ηλεκτρικού ρεύματος η οποία αποδίδεται πάνω σε έναν αντιστάτη θα δίνεται από τις εξισώσεις: clip_image042

Τι είναι η Wh (βατώρα)?

Μονάδα ενέργειας.

Τι είναι η ΚWh (Κιλοβατώρα)?

Μονάδα ενεργειας.

Τι μετράει η ΔΕΗ?

Ενέργεια σε Κιλοβατώρες (ΚWh)

Τι λέει ο νόμος του Joule? Ποιες οι εφαρμογές του φαινομένου joule?

Ο νόμος του JOULE μας ότι λέει: η θερμότητα Q που αναπτύσσεται πάνω σε έναν αγωγό είναι ανάλογη με το τετράγωνο της εντάσεως Ι του ρεύματος, του αγωγού και ανάλογη με το χρόνο t που το ρεύμα διαρρέει τον ανάλογη με την αντίσταση R αγωγό.

Νόμος Joule:

clip_image044

το Q σε joule

Παρατήρηση: αν θέλω το Q σε cal τότε πολλαπλασιάζω τον τύπο με α = 0,24 δηλαδή: clip_image046 το Q σε cal

Το α ονομάζεται ηλεκτρικό ισοδύναμο της θερμότητας.

Το φαινόμενο Joule βρίσκει εφαρμογές 1) στον ηλεκτρικό λαμπτήρα. 2) στις θερμικές συσκευές 3) στην ασφάλεια 4) στο βραχυκύκλωμα.

Τι είναι οι ενδείξεις κανονικής λειτουργίας συσκευής? Τι πληροφορίες περνούμε από αυτές?

Είναι η ταση VK που αναπτύσεται στα ακρα της συσκευης, όταν λειτουργει κανονικα και η ισχύς της PK που καταναλώνει η συσκευη, όταν λειτουργει κανονικα

Από τα χαρακτηριστικά κανονικής λειτουργίας πχ: VK= 60V και PK= 90W, υπολογίζω την αντίσταση RK της συσκευής:

clip_image048

Επίσης υπολογίζω το ρεύμα ΙK της συσκευής:

clip_image050

3.2.8 ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε πηγής (ΗΕΔ)

Ποιος είναι ο ρόλος της ηλεκτρικής πηγής σε ένα κύκλωμα?

Η πηγή δίνει στο εξωτερικό κύκλωμα ηλεκτρική ενέργεια η οποία μετατρέπεται σε θερμότητα πάνω στις αντιστάσεις και σε χημική η μηχανική ενέργεια στα βολτόμετρα η τους κινητήρες.

Τι ονομάζεται ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε πηγής (ΗΕΔ) και ποία είναι η μονάδα της?

Ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε πηγής ονομάζεται το σταθερό πηλίκο της ενέργειας W που παρέχει η πηγή στο κύκλωμα, προς Τo φορτίο q που διαρρέει το κύκλωμα.

Δηλαδή:

clip_image052

μονάδα 1 volt

Παρατήρηση: η ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε (ΗΕΔ) είναι τάση.

Τι εκφράζει η ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε πηγής (ΗΕΔ)?

Εκφράζει την ενέργεια αν μονάδα ηλεκτρικού φορτίου που προσφέρει η πηγή στο κύκλωμα.

Ποιος τύπος δίνει την ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε πηγής (ΗΕΔ) με βάση την ισχύς που παρέχει η πηγή στο κύκλωμα?

Η ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε πηγής ισούται με το σταθερό πηλίκο της ισχύος Ρπ που παρέχει η πηγή στο κύκλωμα, προς την ένταση Ι του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα.Δηλαδή:

clip_image054

Πως από τον πρώτο ορισμό της ηλεκτρεγερτικής δύναμης Ε προκύπτει ο δεύτερος:

clip_image056

3.2.9 νόμος του Ohm για κλειστό κύκλωμα

Τι είναι το κλειστό κύκλωμα?

clip_image059

clip_image060

Να αποδειχθεί ο νόμος του Ohm για κλειστό κύκλωμα

clip_image062

Στο διπλανό σχήμα η ενέργεια που δίνεται στο κύκλωμα από την πηγή ισούται:

W = E It (1)

όλη αυτή η ενέργεια μετατρέπεται σε θερμότητα στις αντιστάσεις

η θερμότητα στην έρευνα είναι clip_image064 (2)

η θερμότητα στην r είναι clip_image066 (3)

Σύμφωνα με την αρχή διατήρησης της ενέργειας ισχύει:

clip_image068

clip_image070

clip_image072

clip_image074

clip_image076

clip_image077clip_image078 clip_image080

Τι ονομάζεται πολική τάση?

Η τάση στα άκρα της εξωτερικής αντίστασης R ενός κλειστού κυκλώματος ονομάζεται πολική τάση

Vπ= VR

Με τι ισούται η πολική τάση? Να αποδειχτεί ο τύπος της

clip_image062[1]

Η πολική τάση ισούται με την ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε της πηγής μειωμένη κατά την πτώση τάσεως στην εσωτερική αντίσταση r, δηλαδή: clip_image082

Στο διπλανό σχήμα ισχύει Vπ= VR= IR (1)

Σύμφωνα με την αρχή διατήρησης της ενέργειας ισχύει:

clip_image084

clip_image070[1]

clip_image087

clip_image089

clip_image091

Πότε λεμε ότι μια πηγή είναι βραχυκυκλωμένη?

Αν συνδέσουμε τους πόλους μιας πηγής με αγωγό μηδενικής αντίστασης R = 0

clip_image093

Τι είναι και πώς προκύπτει το ρεύμα βραχυκύκλωσης Εγώβ?

Είναι το ρεύμα που διαρέει μια πηγή όταν είναι βραχυκυκλωμένη.

Από το νόμος του Ohm για κλειστό κύκλωμα εχούμε:

clip_image095

clip_image097

Ποια είναι η χαρακτηριστική καμπύλη της πηγής?

clip_image099

Τι είναι οι αποδέκτες?

Ειναι συσκευές που μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια, σε ενεργεια αλλης μορφής, εκτός της θερμότητας.

Πως ορίζεται ο συντελεστής απόδοσης αποδέκτη?

Ο συντελεστής απόδοσης ορίζεται:

clip_image101

Πως ορίζεται η απόδοσης αποδέκτη?

clip_image103

ΠΑΤΗΣΤΕ ΕΔΩ ΓΙΑ ΑΣΚΗΣΕΙΣ