by 
Να διατυπώσετε κατάλληλο ορισμό της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος και εφαρμόζοντας αυτόν τον ορισμό να απαντήσετε στις επόμενες ερωτήσεις:
- Σε ένα δευτερόλεπτο 1 C θετικού φορτίου, κινούμενο προς ορισμένη κατεύθυνση, διέρχεται από μια επιφάνεια. Στο ίδιο χρονικό διάστημα 1 C αρνητικού φορτίου, κινούμενο προς την αντίθετη κατεύθυνση, διέρχεται από την ίδια επιφάνεια. Πόση είναι η ένταση του ρεύματος μέσω αυτής της επιφάνειας;
- Σε ένα δευτερόλεπτο 1 C θετικού φορτίου, κινούμενο προς ορισμένη κατεύθυνση, διέρχεται από μια επιφάνεια. Στο ίδιο χρονικό διάστημα 1 C αρνητικού φορτίου, κινούμενο προς την ίδια κατεύθυνση, διέρχεται από την ίδια επιφάνεια. Πόση είναι η ένταση του ρεύματος μέσω αυτής της επιφάνειας;
Γιάννη, στα διόδια (ή από μια γέφυρα), το ρήμα “περνούν” δεν έχει πρόσημο και φορά, άθροισμα αυτοκινήτων είναι, δεν υπάρχουν “αντιαυτοκίνητα”
πράγματι δύσκολο το θέμα που κουβεντιάζουμε, ίσως να το ξαναμελετήσουμε προσεκτικά,
“βλέπω” 1Α και στο υγρό, 0,5Α από τα + και 0,5Α από τα –
Πρώτον, αυτά που έφτασαν στην άνοδο, μπορεί να μην πέρασαν από την επιφάνεια. Να ήταν αρχικά στην περιοχή της καθόδου και δεν χρειάστηκε να περάσουν από την διατομή που θα πάρουμε.
Δεύτερον μπορεί να πέρασαν αλλά όχι στο χρόνο Δt που χρησιμοποιούμε στον υπολογισμό της έντασης. Να το πω αλλιώς, το πεδίο δεν είναι ακριβώς ομογενές, υπάρχουν φορτία χώρου που αλλάζουν το πεδίο και ο αριθμός των θετικών φορτίων ανά μονάδα όγκου, δεν είναι σταθερός, σε όλη την έκταση του διαλύματος. Αλλά και αν ακόμη τα αγνοήσουμε όλα αυτά, έχουμε ταχύτητα διολίσθησης και στο διάλυμα; Πώς εξασφαλίζεται η ίδια ταχύτητα των ιόντων, είτε είναι μακριά είτε κοντά στο ηλεκτρόδιο; Δεν επιταχύνονται και δεν έχουν μεγαλύτερες ταχύτητες τα ιόντα πλησιάζοντας τα ηλεκτρόδια;
Βαγγέλη φυσικά υπάρχει πρόσημο αν σε ενδιαφέρει η αύξηση των εν Αθήναις αυτοκινήτων.
Δεν έχει πρόσημο αν σε ενδιαφέρουν οι εισπράξεις.
Δεν υπάρχουν θετικοί αριθμοί, αρνητικοί αριθμοί, μιγαδικοί αριθμοί, δέλτα συνάρτηση, ματασχηματισμοί Λαπλάς, ταχύτητα, επιτάχυνση, φορτίο, ορμή κ.λ.π.
Οι οντότητες αυτές είναι γεννήματα του ανθρώπινου μυαλού και τις χρησιμοποιούμε ή όχι ανάλογα με το πρόβλημα.
Κατάλαβα ότι δέχεσαι άλλο ρεύμα στο διάλυμα και άλλο στα καλώδια.
Δηλαδή πιστεύεις ότι το ρεύμα είναι 1 Α στα καλώδια και 2 Α στο διάλυμα;
Μια που μίλησες για φορτία χώρου, στην δίοδο λυχνία δεν λέμε ότι το ρεύμα που διαρρέει τη λυχνία είναι ίδιο με αυτό των καλωδίων;
Γεια σου Βαγγέλη.
Και γω “βλέπω”:
““βλέπω” 1Α και στο υγρό, 0,5Α από τα + και 0,5Α από τα –”
απλά θα έλεγα κατά μέσον όρο!
Δηλαδή κοντά στην άνοδο, η ένταση οφείλεται στα ανιόντα, κοντά στην κάθοδο, στα κατιόντα … κάπου στην μέση 50%, στις άλλες διατομές άλλα ποσοστά, όπως 10%-90%, 20%-80%…
Βρε Γιάννη, πότε είπα για το διάλυμα, ένταση 2Α;
Διάβασε τι έχω γράψει…
Σε ένα σχόλιο:
“Άλλο Γιάννη, πόσα τελικά ηλεκτρόνια μεταφέρονται από την κάθοδο στην άνοδο, που κανείς δεν αμφισβητεί ότι είναι Ν, όσα και στο σύρμα, αλλά αν από κάθε διατομή μέσα στο διάλυμα περνούν Ν αρνητικά και Ν θετικά.”
Κανείς δεν αμφισβητεί ότι είναι Ν…
Ρωτάει ο Ανδρέας:
Απαντάς:
Καλημέρα Ανδρέα.
Στην πρώτη περίπτωση η ένταση είναι ίση με 2Α, ενώ στην 2η μηδενική.
Ο Ανδρέας δηλώνει ότι την περίπτωση αγωγιμότητας ηλεκτρολύτη είχε στο μυαλό του.
Η διατομή ήταν δική μου επιλογή ώστε να καλυφθεί το ότι όσα διασχίζουν την διατομή τόσα φτάνουν, διαφορετικά αυγκεντρώνεται συνεχώς φορτίο κάπου.
“Ο Ανδρέας δηλώνει ότι την περίπτωση αγωγιμότητας ηλεκτρολύτη είχε στο μυαλό του.”
Μπορεί, αλλά δεν είχα εγώ αυτό στο μυαλό μου 🙂
Έγραψα παραπάνω:
“Όσον αφορά το αρχικό ερώτημα, δεν βλέπω πώς συνδέεται με την ηλεκτρόλυση.”
Γιάννη όχι, 1Α θεωρώ ότι παντού (““βλέπω” 1Α και στο υγρό, 0,5Α από τα + και 0,5Α από τα –”)
για το “-“, βέβαια και συμφωνώ, έχω γράψει πολλές φορές σχετικά
Μα δεν βγαίνει αυτό που λες.
Αν δεχθούμε ότι Ν.e/Δt είναι ένα Αμπέρ, δες το σχήμα. Στην διατομή:
Ν ιόντα με συνολικό φορτίο +Ν.e περνάνε προς τα δεξιά. Γιατί μισό Α;
Ν ιόντα με συνολικό φορτίο -Ν.e περνάνε προς τα αριστερά. Γιατί μισό Α;
Πως βγάζεις το μισό αμπέρ;
Διονύση, και Γιάννη, δεν μπορεί άλλη ένταση έξω και άλλη μέσα στο υγρό
1Α ή 2Α, αλλά παντού η ίδια
έστω 1Α στα καλώδια
νομίζω ότι στο υγρό δημιουργείται ρεύμα 0,5Α από τα Ν+ φορτία και 0,5Α από τα Ν- φορτία, άρα πάλι 1Α
από μια διατομή στο υγρό περνούν Ν+ φορτία και Ν- φορτία και από μια διατομή του καλωδίου N ηλεκτρόνια
πώς γίνεται τότε τα 2Ν φορτία, Ν+ και Ν-, μέσα στο υγρό, να δίνουν ένταση όσο τα Ν e στο καλώδιο;
νομίζω η εξήγηση είναι ότι τα 2Ν φορτία είναι πιο “αργοκίνητα” από τα Ν e, έχουν, κατά μέσον όρο τη μισή μέση ταχύτητα από αυτά, άρα χρειάζονται τον διπλάσιο χρόνο για να περάσουν από τη διατομή, συνεπώς η ένταση ρεύματος που δημιουργούν συνολικά είναι όση και των ηλεκτρονίων 0,5Α +0,5Α=1Α
Γιάννη, έχω χαλάσει ώρες και την ελάχιστη απομείνασα φαιά ουσία μου,
ελπίζω να είμαι σωστός στην απάντηση στο ερώτημά σου
διότι τα ιόντα έχουν το ίδιο, απόλυτα, φορτίο, αλλά τη μισή ταχύτητα, άρα δεν είναι Δt, είναι 2Δt, άρα μισή ένταση
Καλημέρα σε όλους και καλή βδομάδα.
Μετά την τελευταία απάντηση του Βαγγέλη, ας ξανατοποθετήσουμε το ερώτημα.
Ο Ανδρέας ρώτησε:
Η απάντησή μου ήταν ότι η ένταση του ρεύματος είναι 2Α. Η απάντηση στο παραπάνω ερώτημα. Να το δικαιολογήσω; Ακόμη και στους ημιαγωγούς, που δεν μετακινούνται τα θετικά ιόντα η ένταση του ρεύματος προκύπτει από άθροισμα δύο εντάσεων, μιας που οφείλεται στα κινούμενα ηλεκτρόνια και μιας που οφείλεται στις “κινούμενες άδειες θέσεις”, στις “κινούμενες” οπές.
Να τονίζω ότι το ερώτημα θέτει ως δεδομένο το 1C των θετικών φορτίων και το 1C των αρνητικών. Και η απάντηση δίνεται με αυτό το δεδομένο.
Πάμε σε μια επαναδιατύπωση του ερωτήματος, με βάση αυτό που φάνηκε να είναι ο στόχος του Ανδρέα και στον οποίο οδηγήθηκε η συζήτηση:
Σε ένα κύκλωμα ηλεκτρόλυσης, αν μέσα από το καλώδιο περνούν Χ ηλεκτρόνια, δίνοντας ένταση 1Α, πόση ένταση ρεύματος δημιουργούν τα ανιόντα και πόση τα κατιόντα, καθώς περνούν από μια επιφάνεια εντός του δοχείου του ηλεκτρολύτη.
Κανείς δεν υποστήριξε ότι η ένταση στο εσωτερικό του δοχείου είναι ίση με 2Α...
Το ζήτημα είναι να δικαιολογηθεί γιατί δεν δημιουργούν ένταση 1Α τα ανιόντα και ρεύμα 1Α τα κατιόντα, οπότε συνολικά να έχουμε ρεύμα έντασης 2Α.
Ο Βαγγέλης έδωσε παραπάνω μια ερμηνεία.
Προσωπικά υποστήριξα κάτι άλλο από χθες, αλλά δεν νομίζω ότι έγινε κατανοητό, οπότε γράφω κάτι επιπλέον διευκρινιστικά.
Επανέρχομαι με ένα σχήμα, όπου ας δεχθούμε ότι τα δύο ηλεκτρόδια καλύπτουν πλήρως τις δυο πλευρές του δοχείου, στο οποίο έχουμε ένα τήγμα ΝαCl, για να αποφύγουμε τα παραπροϊόντα…
Το ερώτημα είναι, αν Χ ηλεκτρόνια στην μονάδα του χρόνου περνάνε από την πηγή, δίνοντας ρεύμα 1Α πόσα κόκκινα κατιόντα Να+ και πόσα πράσινα ανιόντα χλωρίου Cl–, περνάνε από την επιφάνεια 1 η οποία είναι πολύ κοντά στην κάθοδο;
Η απάντηση που δίνω είναι ότι από την επιφάνεια 1 περνάει αριθμός κατιόντων περίπου ίσος με Χ και σχεδόν καθόλου ανιόντα χωρίου. Έτσι το ρεύμα μέσα από την επιφάνεια 1 έχει ένταση Ι=1 Α, η οποία οφείλεται σχεδόν εξ ολοκλήρου στα κατιόντα.
Πάμε στην επιφάνεια 2, πολύ κοντά στην άνοδο. Εδώ θα έχουμε το αντίθετο. Θα έρχονται σχεδόν Χ ανιόντα, ενώ δεν θα φεύγουν σχεδόν καθόλου κατιόντα. Έτσι και από αυτήν την επιφάνεια θα έχουμε ένταση ρεύματος 1 Α το οποίο θα οφείλεται στην μετακίνηση των ανιόντων.
Ας πάμε τώρα στην επιφάνεια 3. Με βάση την παραπάνω λογική θα έχουμε περισσότερα κατιόντα να κινούνται προς τα δεξιά πλησιάζοντας την κάθοδο και λιγότερα ανιόντα να κινούνται προς τα αριστερά. Ας πούμε θα έχουμε 0,75Χ κατιόντα και 0,25Χ ανιόντα και πάλι ένταση 1 Α.
Το αντίθετο θα έχουμε στην επιφάνεια 4: Εδώ θα διέρχονται 0,75Χ ανιόντα και 0,25Χ κατιόντα και πάλι ρεύμα έντασης 1 Α.
Και τέλος να έρθουμε στην επιφάνεια 5 στο μέσον της απόστασης των δύο ηλεκτροδίων; Εδώ λόγω συμμετρίας θα έχουμε ίσο αριθμό ανιόντων και κατιόντων, 0,5Χ από κάθε είδος, αλλά και πάλι συνολικά Χ στοιχειώδη φορτία, κατά απόλυτο τιμή και πάλι 1 Α ένταση.
Αυτήν την θέση υποστήριξα από χθες το βράδυ, χωρίς να βλέπω να γίνεται αντιληπτό, το μοντέλο που περιγράφω. Το μοντέλο δεν βγάζει ένταση 2 Α και δεν συνδέεται με το αρχικό ερώτημα του Ανδρέα. Προσπαθεί να δικαιολογήσει τι έχουμε με την ένταση μέσα στο τήγμα (κάτι αντίστοιχο έχουμε και στο διάλυμα) με την μετακίνηση των ιόντων.
καλημέρα σε όλους
βασικά τα ίδια με την τελευταία χθεσινή μου τοποθέτηση θα γράψω, ίσως λίγο πιο αναλυτικά, για όσους θέλουν να τη διαβάσουν και να συμφωνήσουν ή να διαφωνήσουν μαζί μου
(νομίζω ότι μέχρι τώρα, ο Διονύσης είναι ο μόνος που συμφωνεί)
πάμε με την εικόνα του Γιάννη
έστω ότι από μια διατομή μέσα στο υγρό περνούν, σε κάποιο χρόνο Δt, N “κόκκινα”+e προς τα δεξιά οπότε και Ν “κίτρινα” -e προς τα αριστερά
πόση είναι η ένταση του ρεύματος;
απάντηση: είναι Νe/Δt με φορά προς τα δεξιά, λόγω κόκκινων + Νe/Δt με φορά προς τα δεξιά, λόγω κίτρινων, σύνολο 2Νe/Δt
και τί δείχνει το αμπερόμετρο;
απάντηση: μα, αυτήν την ίδια ένταση, δηλαδή 2Νe/Δt
και πώς εξηγείται αυτό, αφού το αμπερόμετρο μετρά ηλεκτρόνια, που περνούν από μέσα του;
απάντηση: εξηγείται από το γεγονός ότι η ένταση του ρεύματος που διαρρέει ένα αγωγό δεν εξαρτάται μόνο από το φορτίο που περνά από μια διατομή του, αλλά και από τον χρόνο που χρειάζεται γι΄ αυτήν την διαδρομή
τα ιόντα στο διάλυμα είναι πιο “αργοκίνητα” από τα ηλεκτρόνια στο καλώδιο, στην περίπτωσή μας έχουν τη μισή ταχύτητα, άρα Ν ηλεκτρόνια περνούν από μια διατομή του καλωδίου σε χρόνο Δt/2, συνεπώς η ένταση του ρεύματος που το διαρρέει και που μετρά το αμπερόμετρο, είναι Νe/(Δt/2)=2Νe/Δt