Κατηγορία: Ηλεκτροτεχνία (θεωρία)

5.1.1. Μεταβαλλόμενα και εναλλασσόμενα ρεύματα Περιοδικό Ρεύμα Για την παραγωγή ενός περιοδικού ρεύματος μπορούμε να παρατηρήσουμε το παρακάτω κύκλωμα όπου ο διακόπτης δ αλλάζει κατάσταση κάθε 0,1 sec, οπότε η αντίσταση των 20 Ω διαρρέεται κάθε φορά από ρεύμα διαφορετικής έντασης (5Α και 2,5 Α). Πολλαπλάσια  του Hertz είναι: 103 Hz = 1 ΚHz (KiloHertz) 106 ΗΖ = 1 MΗz (MegaHertz) 109 HZ = 1 GHz (GigaHertz) Περιοχές συχνοτήτων σε διάφορους τομείς εφαρμογής : Δίκτυα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας 50 Hz ή 60 Hz Επαγωγική θέρμανση                                               50 Hz μέχρι 4 ΜHz Ενσύρματη τηλεπικοινωνία                                    25 Hz μέχρι 12 ΜHz Ασύρματη…

4.2.2 Χωρητικότητα πυκνωτή Ένας πυκνωτής αποτελείται από δύο αγώγιμα σώματα που ονομάζονται οπλισμοί τοποθετημένα το ένα κοντά στο άλλο, μεταξύ των οποίων παρεμβάλλεται μονωτικό υλικό που ονομάζεται διηλεκτρικό. Ο επίπεδος πυκνωτής αποτελείται από δύο επίπεδες παράλληλες μεταλλικές πλάκες, που βρίσκονται σε μικρή απόσταση μεταξύ τους, μεταξύ των οποίων υπάρχει μονωτικό υλικό. Χαρακτηριστικό μέγεθος του πυκνωτή είναι η χωρητικότητά του. Αναφέρεται στην ιδιότητα του πυκνωτή να συγκρατεί ηλεκτρικά φορτία στους οπλισμούς του, όταν συνδέεται με μια ηλεκτρική πηγή. Πείραμα Προσομοίωση Χωρητικότητα ενός πυκνωτή είναι o σταθερός λόγος του φορτίου Q που είναι αποθηκευμένο στον πυκνωτή δια της τάσης που εφαρμόζεται μεταξύ…

Ηλεκτρικό πεδίο ονομάζεται ο χώρος, όπου ασκούνται ηλεκτρικές δυνάμεις σε κάθε ηλεκτρικό φορτίο, που υπάρχει σε αυτόν. Όταν το ηλεκτρικό πεδίο δημιουργείται από ακίνητα ηλεκτρικά φορτία, ονομάζεται ηλεκτροστατικό πεδίο. Αν το πεδίο δημιουργείται από κινούμενα ηλεκτρικά φορτία, ονομάζεται μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο. Άρα τα κινούμενα ηλεκτρικά φορτία (δηλαδή το ηλεκτρικό ρεύμα) δημιουργούν γύρω τους, εκτός από ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο. 4.1.2 Ένταση του ηλεκτρικού πεδίου Ένταση του ηλεκτρικού πεδίου σε ένα σημείο του, είναι ο σταθερός λόγος της δύναμης F, που ασκείται σε φορτίο q τοποθετημένο στο παραπάνω σημείο, προς το φορτίο. Παράδειγμα Η πιο απλή περίπτωση ηλεκτρικού πεδίου είναι το…

3.5.1 Δύναμη σε κινούμενο φορτίο Τα κινούμενα ηλεκτρικά φορτία παράγουν γύρω τους μαγνητικό πεδίο. Το μαγνητικό αυτό πεδίο αλληλεπιδρά με τα άλλα μαγνητικά πεδία, ακριβώς, όπως δυο μαγνήτες που ασκούν δυνάμεις ο ένας στον άλλον. Η μέγιστη τιμή της δύναμης F, όταν το φορτίο κινείται κάθετα προς τις μαγνητικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου, δίνεται από τον τύπο: F = B ∙ u ∙ Q Όπου: Η δύναμη F που ασκείται σε ένα φορτίο κινούμενο κάθετα προς τις μαγνητικές γραμμές είναι ανάλογη με την ταχύτητα u του φορτίου, με το φορτίο Q και με τη μαγνητική επαγωγή B του πεδίου. Η…

3.4.1. Ηλεκτρεγερτική δύναμη εξ επαγωγής Μέχρι τώρα είδαμε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα προκαλεί γύρω του μαγνητικό πεδίο. Πώς επιδρά όμως με τη σειρά του το μαγνητικό πεδίο πάνω σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα; Πείραμα Συνδέουμε ένα πηνίο, το οποίο δεν τροφοδοτείται από καμία ηλεκτρική πηγή με ένα γαλβανόμετρο και στο εσωτερικό του τοποθετούμε ένα ραβδόμορφο μαγνήτη. Το γαλβανόμετρο είναι ένα ευαίσθητο όργανο που μας δείχνει αν περνάει ηλεκτρικό ρεύμα από το πηνίο. Α. Όσο o μαγνήτης και το πηνίο είναι ακίνητα, το γαλβανόμετρο δείχνει σταθερά μηδέν. Συμπεραίνουμε λοιπόν ότι: Β. Αν απομακρύνουμε τον μαγνήτη από το πηνίο, θα παρατηρήσουμε ότι το…

Η θεωρία του ηλεκτρομαγνητισμού, όπως διατυπώθηκε από τον Μάξγουελ κατά το 19o αιώνα δέχεται ότι: 3.2.2 Το μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου αγωγού Η φορά των μαγνητικών γραμμών μπορεί να βρεθεί με τη βοήθεια του κανόνα του δεξιού χεριού. Συγκεκριμένα, αν φανταστούμε ότι πιάνουμε τον αγωγό με το δεξί  μας χέρι, έτσι που ο αντίχειρας να δείχνει τη φορά του ρεύματος, τότε τα άλλα δάκτυλα θα δείχνουν τη φορά των μαγνητικών γραμμών. 3.2.3. Μαγνητικό πεδίο πηνίου Το μαγνητικό πεδίο, που δημιουργείται από το ηλεκτρικό ρεύμα, ενισχύεται, εάν τυλίξουμε ένα μονωμένο αγωγό γύρω από ένα κύλινδρο, έτσι ώστε να δημιουργηθεί ένα σωληνοειδές πηνίο…

3.1.1 Φυσικοί και τεχνητοί μαγνήτες  Οι δυο άκρες της μαγνητικής βελόνας στρέφονται πάντα προς τον Βορρά (North – βόρειος μαγνητικός πόλος) και τον Νότο (South — Νότιος μαγνητικός πόλος). 3.1.2 Μαγνητικό πεδίο – Μαγνητικές γραμμές 3.1.3 Γήινος Μαγνητισμός Προσομοίωση στο https://phet.colorado.edu/en/simulations/magnet-and-compass 3.1.4 Μαγνητικά Υλικά – Μαγνήτιση

2.3.1 Μηχανικό έργο, ενέργεια και ισχύς Όταν μια δύναμη μετακινεί ένα σώμα κατά την κατεύθυνσή της, η δύναμη παράγει έργο. Και στις δύο παραπάνω περιπτώσεις έχουμε παραγωγή έργου από τη δύναμη F. Το παραγόμενο έργο είναι ανάλογο τόσο της δύναμης που ασκείται, όσο και της απόστασης που θα διανύσει το σώμα κατά την κατεύθυνση της δύναμης. Όταν η ασκούμενη δύναμη είναι σταθερή, το παραγόμενο έργο Α δίνεται από τη σχέση: όπου Όταν ένα σώμα βρίσκεται σε κατάσταση, από την οποία μπορεί να παραχθεί έργο, όπως παραπάνω, λέμε ότι το σώμα έχει μηχανική ενέργεια και πιο συγκεκριμένα δυναμική ενέργεια. 2.3.2 Ηλεκτρική…

Ο ροοστάτης  είναι  ένας αντιστάτης με ρυθμιζόμενη αντίσταση. Συνδέεται σε σειρά στο κύκλωμα και μπορούμε εύκολα να μεταβάλλουμε την τιμή της αντίστασής του με συνέπεια την μεταβολή της έντασης του ρεύματος του κυκλώματος. Προσομοίωση της λειτουργίας του Ροοστάτη Κύκλωμα ροοστάτη Επιλέξτε τον ροοστάτη και μεταβάλετε την τιμή της αντίστασής του. Παρατηρήστε πως μεταβάλλεται η ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα. 2.2.13 Ποτενσιόμετρα – Ρύθμιση της τάσης Το ποτενσιόμετρο είναι μια μεταβλητή αντίσταση τριών ακροδεκτών με την οποία μπορούμε να ρυθμίσουμε την τάση τροφοδοσίας ενός καταναλωτή. Το ποτενσιόμετρο φαίνεται στο παρακάτω σχήμα και αποτελείται από ένα κινητό ακροδέκτη Γ, η…

Τι συμβαίνει όταν συνδέουμε μπαταρίες ή πηγές μεταξύ τους; Γιατί χρειάζονται διαφορετικοί τρόποι σύνδεσης ηλεκτρικών πηγών; Στις φορητές ηλεκτρικές συσκευές, ραδιόφωνα, τηλεχειριστήρια, φακούς κτλ. παρατηρούμε ότι χρησιμοποιούνται περισσότερες από μία μπαταρίες για τη λειτουργία τους. Αυτό συμβαίνει επειδή μία και μόνο μπαταρία δεν αρκεί για τη λειτουργία της συσκευής, είτε γιατί η ηλεκτρεγερτική της δύναμη δεν είναι αρκετή ή γιατί το φορτίο της δεν είναι αρκετό (το ρεύμα που μπορεί να παρέχει). Η σύνδεση των ηλεκτρικών πηγών μπορεί να γίνει με 3 τρόπους: Σύνδεση πηγών σε σειρά Η σύνδεση των πηγών σε σειρά γίνεται αν συνδέσουμε τον αρνητικό πόλο της…