Για να λειτουργήσει ένας λαμπτήρας πρέπει να περάσει ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από το μεταλλικό νήμα πυράκτωσης. Τότε το νήμα θερμαίνεται και φωτοβολεί (ανάβει). Το γυάλινο περίβλημα δεν επιτρέπει στον αέρα να έρθει σε επαφή με το πυρακτωμένο νήμα, γιατί αν συμβεί αυτό, το νήμα καίγεται και κόβεται.
Ένας λαμπτήρας λέμε ότι "καίγεται" όταν το νήμα πυράκτωσης κοπεί. Αυτό μπορεί να γίνει από υπερθέρμανση αλλά και από κάποιο απότομο χτύπημα.
Ένα λαμπάκι μπορεί να ανάψει και αν ακόμα συνδεθεί με μια μπαταρία. Απαραίτητη προϋπόθεση να συνδεθεί σωστά με τους δύο πόλους της(+,-)
Απλό κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα
Κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα ονομάζεται ένα σύστημα το οποίο αποτελείται από μια μπαταρία (ηλεκτρική πηγή), ο κάθε πόλος της οποίας συνδεέται με τη βοήθεια ενός καλωδίου με τις επαφές μιας λυχνιολαβής, στην οποία είναι τοποθετημένο ένα λαμπάκι. Στο κλειστό ηλεκτρικό σύστημα από το λαμπάκι διέρχεται ηλεκτρικό φορτίο, με αποτέλεσμα να εκπέμπει φως.
Πώς λειτουργεί μια λάμπα
Κατασκευή κυκλωμάτων - προσομοίωση Κατασκευάστε ηλεκτρικά κυκλώματα με λαμπτήρες, μπαταρίες και διακόπτες.
Σε μερικά υλικά, όπως τα μέταλλα, ορισμένα ηλεκτρόνια μπορούν αν ξεφύγουν από την έλξη του πυρήνα ενός ατόμου και να κινηθούν ελεύθερα μέσα στη μάζα του υλικού. Τα ηλεκτρόνια αυτά ονομάζονται ελεύθερα ηλεκτρόνια.Η ροή ελεύθερων ηλεκτρονίων προς μία ορισμένη κατεύθυνση ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα.
Η ροή των ηλεκτρονίων έχει φοράαπό τον αρνητικό προς το θετικό πόλο μιας ηλεκτρικής πηγής.
• Τα άτομα είναι μικροσκοπικά σωματίδια από τα οποία αποτελούνται τα σώματα.
• Τα άτομα αποτελούνται από τον πυρήνα και τα ηλεκτρόνια , που κινούνται γύρω από τον πυρήνα. Ο πυρήνας αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια.
• Αγωγοί ονομάζονται τα υλικά μέσα από τα οποία είναι δυνατή η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος.
• Μονωτές ονομάζονται τα υλικά μέσα από τα οποία δεν είναι δυνατή η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος.
• Ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζουμε την κίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων των αγωγών.
• Η ηλεκτρική πηγή αναγκάζει τα ελεύθερα ηλεκτρόνια να κινηθούν προκαλώντας το ηλεκτρικό ρεύμα.
• Διακόπτης ονομάζεται το στοιχείο ενός ηλεκτρικού κυκλώματος, με το οποίο μπορούμε να διακόπτουμε τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος..
• Οι ασφάλειες μας προστατεύουν από τα βραχυκυκλώματα.
Με μια ματιά...
• Όταν τρίβουμε δύο σώματα, μεταφέρονται ηλεκτρόνια από το ένα σώμα στο άλλο. Τα σώματα τότε φορτίζονται ηλεκτρικά. Όταν δύο σώματα είναι φορτισμένα όμοια, απωθούνται, ενώ όταν είναι φορτισμένα διαφορετικά, έλκονται.
• Σε κάποια υλικά, ορισμένα ηλεκτρόνια που ονομάζονται ελεύθερα ηλεκτρόνια, μπορούν να κινηθούν από το ένα άτομο στο άλλο. Στο κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα η πηγή αναγκάζει τα ελεύθερα ηλεκτρόνια στα υλικά αυτά να κινηθούν.
• Για να ανάψει ένα λαμπάκι, πρέπει να ενώσουμε τις επαφές του με τους πόλους μιας μπαταρίας. Έχουμε τότε ένα κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα.
• Για να διακόψουμε εύκολα και για όσο χρονικό διάστημα θέλουμε τη ροή του ρεύματος σε ένα κύκλωμα, χρησιμοποιούμε τους διακόπτες.
• Αν το σώμα μας αποτελέσει μέρος ενός κυκλώματος, υπάρχει σοβαρός κίνδυνος ηλεκτροπληξίας.
• Οι ηλεκτρικές συσκευές κάνουν τη ζωή μας πιο εύκολη. Κάποιες από αυτές λειτουργούν με ενέργεια από μπαταρίες, οι περισσότερες όμως λειτουργούν με ενέργεια από το δίκτυο της ΔΕΗ.
Κατασκευάστε ηλεκτρικά κυκλώματα με λαμπτήρες, μπαταρίες και διακόπτες.
Στην παράλληλη σύνδεση οι ηλεκτρικές συσκευές συνδέονται παράλληλα, έτσι ώστε οι επαφές κάθε συσκευής να συνδέονται απευθείας με τους πόλους της πηγής.
Έτσι δημιουργούνται πολλά, ανεξάρτητα ηλεκτρικά κυκλώματα, οπότε ακόμη κι αν αποσυνδέσουμε μια συσκευή, οι υπόλοιπες εξακολουθούν να λειτουργούν.
Γι αυτό το λόγο όλες οι οικιακές συσκευές που βρίσκονται σε ένα σπίτι είναι συνδεδεμένες με παράλληλη σύνδεση.
Οι ηλεκτρικές συσκευές μπορούν να συνδέονται σε ένα κύκλωμα σε σειρά ή παράλληλα.
Στη σύνδεση σε σειρά οι ηλεκτρικές συσκευές συνδέονται η μία μετά την άλλη.
Αν αποσυνδέσουμε μία συσκευή, η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος διακόπτεται και οι υπόλοιπες συσκευές σταματούν να λειτουργούν.
Αν αποσυνδέσουμε μία συσκευή, η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος διακόπτεται και οι υπόλοιπες συσκευές σταματούν να λειτουργούν.
Δείτε τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα κύκλωμα και πώς αυτή σταματά με τη χρήση ενός διακόπτη:
αν αποσυνδέσουμε μια συσκευή, οι υπόλοιπες εξακολουθούν να λειτουργούν.
οι οικιακές συσκευές που βρίσκονται σε ένα σπίτι είναι συνδεδεμένες με παράλληλη σύνδεση.
Οι διακόπτες είναι απαραίτητο στοιχείο κάθε ηλεκτρικού κυκλώματος. Τους παρατηρούμε παντού γύρω μας, σε όλες τις ηλεκτρικές συσκευές και σε κάθε ηλεκτρικό κύκλωμα. Με τη χρήση του διακόπτη μπορούμε εύκολα να ανοίγουμε και να κλείνουμε το ηλεκτρικό κύκλωμα, να διακόπτουμε δηλαδή για όσο διάστημα επιθυμούμε τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος.
Οι διακόπτες είναι απαραίτητο στοιχείο κάθε ηλεκτρικού κυκλώματος. Τους παρατηρούμε παντού γύρω μας, σε όλες τις ηλεκτρικές συσκευές και σε κάθε ηλεκτρικό κύκλωμα. Με τη χρήση του διακόπτη μπορούμε εύκολα να ανοίγουμε και να κλείνουμε το ηλεκτρικό κύκλωμα, να διακόπτουμε δηλαδή για όσο διάστημα επιθυμούμε τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος.
Παίξε με το ηλεκτρικό κύκλωμα και το διακόπτη. Πειραματίσου με τα διάφορα υλικά και δες πότε και πόσο μεταβάλλεται η λάμψη της λάμπας.
Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια δεν κινούνται με την ίδια ευκολία σε όλα τα υλικά. Η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος είναι σε άλλα υλικά ευκολότερη και σε άλλα δυσκολότερη. Τα υλικά, μέσα από τα οποία το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει εύκολα,ονομάζονται αγωγοί. Αγωγοί είναι όλα τα μέταλλα, όπως ο σίδηρος, το αλουμίνιο, ο χαλκός και άλλα. Αγωγός είναι και ο γραφίτης.
Τα υλικά μέσα από τα οποία δεν είναι δυνατή η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος ονομάζονται μονωτές. Μονωτές είναι το ξύλο, το ύφασμα, το γυαλί και τα πλαστικά. Για την κατασκευή των κυκλωμάτων είναι απαραίτητοι τόσο οι αγωγοί όσο και οι μονωτές.
Οι αγωγοί χρησιμοποιούνται, όταν είναι επιθυμητή η εύκολη ροή των ελεύθερων ηλεκτρονίων, ενώ οι μονωτές χρησιμοποιούνται για την προστασία μας από αυτή. Από αγωγούς κατασκευάζεται, λοιπόν, το εσωτερικό των καλωδίων, για να μπορεί να ρέει το ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από αυτά, ενώ οι μονωτές μας προστατεύουν περιβάλλοντας τους αγωγούς.
"Κλείστε" το ηλεκτρικό κύκλωμα με διάφορα υλικά και δείτε ποια είναι καλοί αγωγοί (αγωγοί) και ποια είναι κακοί αγωγοί του ηλεκτρικού ρεύματος (μονωτές).
Ηλεκτρόνια και αγωγοί
Ηλεκτρόνια και μονωτές
Εκπαιδευτικά Βίντεο Αγωγοί και Μονωτές
ΑΓΩΓΟΙ ΚΑΙ ΜΟΝΩΤΕΣ, ΦΕ 6, Πείραμα
Παρουσιάσεις
Διάλεξε αντικείμενα χρησιμοποιώντας τα βελάκια στο κάτω μέρος και μετέφερέ τα σύροντάς τα με πατημένο το αριστερό κλικ του ποντικιού στο κενό του ηλεκτρικού κυκλώματος. Αν ανάψει το λαμπάκι, το αντικείμενο είναι αγωγός. Αν δεν ανάψει το λαμπάκι, το αντικείμενο είναι μονωτής του ηλεκτρικού ρεύματος.
Τρίψε τα μπαλονια στο ύφασμα και πλησίασέ τα στον τοίχο
Στο πείραμα, ένα μάλλινο ύφασμα τρίβεται σε plexiglass, το φορτίζει και έτσι έλκονται οι νιφάδες αποξηραμένου ρυζιού.
Ηλεκτρισμός (Βίντεο)
Ο ηλεκτρισμός από την εποχή του Θαλή μέχρι τη σημερινή χρήση του ηλεκτρικού ρεύματος, σε ένα επεισόδιο με αρκετό χιούμορ και φαντασία!
ΣΤΑΤΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ
Φτιάξτε σπινθήρες με τον John Travoltage. Κουνήστε το πόδι του Johnnie και αυτο θα μαζέψει φορτία από το χαλί. Πλησιάστε το χέρι του στο πόμολο της πόρτας και ξεφoρτωθείτε τα παραπανήσια φορτία.
Σίγουρα κάποια στιγμή έχεις νιώσει κι εσύ ένα μικρό «τίναγμα», καθώς βγάζεις ένα μάλλινο πουλόβερ ή καθώς ακουμπάς την πόρτα του αυτοκινήτου, όταν βγαίνεις από αυτό. Πού οφείλεται άραγε το «τίναγμα» αυτό;
Αυτές είναι εκδηλώσεις μιας μορφής ηλεκτρισμού που λέγεται στατικός ηλεκτρισμός.
Πού οφείλεται όμως η ύπαρξη του στατικού ηλεκτρισμού;
Εδώ και χιλιάδες χρόνια ήταν γνωστό ότι το ήλεκτρον ή κεχριμπάρι, όταν τρίβεται με ένα ύφασμα, αποκτά ηλεκτρικές ιδιότητες.
Ο ηλεκτρισμός πήρε το όνομά του από το ήλεκτρον, την ελληνική ονομασία για το κεχριμπάρι.
Ήλεκτρον - ηλεκτρισμός
κεχριμπάρι
Το κεχριμπάρι, όταν τρίβεται με ένα ύφασμα, αποκτά ηλεκτρικές ιδιότητες
Ο ηλεκτρισμός δεν είναι δημιούργημα του ανθρώπου.
Ηλεκτρικά φαινόμενα υπάρχουν, όσο υπάρχει και η Γη.
Σε παλαιότερες εποχές οι άνθρωποι εντυπωσιάζονταν από τους κεραυνούς, τους οποίους σύμφωνα με την ελληνική μυθολογία έριχνε ο Δίας, για να τιμωρήσει τους ανθρώπους.
Το ηλεκτρικό ρεύμα όμως είναι ανθρώπινη εφεύρεση.
Γύρω στα 1800 ο φυσικός Alessanndro Volta κατασκεύασε την πρώτη μπαταρία, με την οποία μπορούσε να δημιουργήσει ηλεκτρικό ρεύμα.
Τα πάντα γύρω μας αποτελούνται από άτομα.
Οι επιστήμονες έχουν βρει μέχρι τώρα 115 διαφορετικά είδη ατόμων.
Ό,τι βλέπουμε γύρω μας αποτελείται από διαφορετικούς συνδυασμούς αυτών των ατόμων.
Σε κάθε άτομο υπάρχει ο πυρήνας που αποτελείται από νετρόνια (ηλεκτρικά ουδέτερα) και πρωτόνια (θετικά φορτισμένα).
Γύρω από τον πυρήνα κινούνται τα ηλεκτρόνια (αρνητικά φορτισμένα)
Η μπαταρία του Volta
Alessanndro Volta
Σε ένα άτομο ο αριθμός των πρωτονίων είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων.
Το άτομο αυτό είναι ηλεκτρικά ουδέτερο (δεν έχει ηλεκτρισμό)
Όοταν χάνει ή παίρνει ηλεκτρόνια από ένα άλλο σώμα.
ΠΡΟΣΟΧΗ: Μόνο τα ηλεκτρόνια μπορούν μεταφερθούν από το ένα σώμα στο άλλο.
Έτσι:
Αν τα ηλεκτρόνια είναι περισσότερα από τα πρωτόνια το άτομο είναι φορτισμένο ΑΡΝΗΤΙΚΑ
Αν τα ηλεκτρόνια είναι λιγότερα από τα πρωτόνια το άτομο είναι φορτισμένο ΘΕΤΙΚΑ
Τα ηλεκτρόνια που μεταφέρονται από το ένα σώμα στο άλλο με τριβή, είναι σταθερά (δε ρέουν μέσα στο σώμα).
Αυτά τα φορτία ονομάζονται στατικά και τα φαινόμενα που οφείλονται σ' αυτά ονομάζονται στατικός ηλεκτρισμός.
Πώς μπορούμε να μεταφέρουμε ηλεκτρόνια από το ένα σώμα στο άλλο;
Ένας απλός τρόπος είναι να τρίψουμε δύο αντικείμενα μαζί.
Τότε το ένα φορτίζεται θετικά (χάνει ηλεκτρόνια) και το άλλο αρνητικά(παίρνει ηλεκτρόνια), οπότε ονομάζονται ετερώνυμα φορτισμένα, γιατί έχουν ανόμοιο ηλεκτρικό φορτίο.
Αν έχουν το ίδιο φορτίο (θετικό ή αρνητικό) ονομάζονται ομώνυμα
Στον στατικό ηλεκτρισμό
τα ομώνυμα απωθούνται και
τα ετερώνυμα έλκονται
Ο Βενιαμίν Φραγκλίνος ( Benjamin Franklin ) το 1752 με την βοήθεια ενός χαρταετού, απέδειξε ότι ο κεραυνός είναι στατικός ηλεκτρισμός.
