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;
εννοείται Ανδρέα πως αστειύομαι.
Το ρεύμα γι αυτό ορίζεται σε διατομή επιφάνεια και όχι σε όγκο. Η διατήρηση του φορτίου σε ένα σύστημα οριοθετημένο. Τα φορτία σου αντίθετα και κινούνται σε αντίθετη κατεύθυνση μέσα από μια επιφάνεια δίνουν ρύμα ίσο με 2Α . Μετά την ενσωμάτωσή τους δεν υπάρχουν φορτισμένα σωματίδια άρα σε μια άλλη διατομή ( αφού έχουν πια ενσωματωθεί ) δίνουν ρέυμα 0.
Γιάννη, έχεις ακούσει κάτι για νόμο διατήρησης ρευμάτων;
Γεια σου Βαγγέλη.
Γνωρίζω ότι ο 1ος κανόνας Κίρχωφ είναι συνέπεια της διατήρησης του φορτίου.
ομοίως, Γιάννη,
διότι τέτοιος νόμος δεν υπάρχει
(ο 1ος νόμος Κίρχωφ εκφράζει την αρχή διατήρησης του φορτίου, “διότι δεν υπάρχουν πηγές και καταβόθρες φορτίων”, έλεγε ο Καίσαρ)
Βαγγέλη καλημέρα!
Νομίζω ότι ο ισχυρισμός:
“διότι δεν υπάρχουν πηγές και καταβόθρες φορτίων”, έλεγε ο Καίσαρ)
ισχύει με προϋποθέσεις.
Για παράδειγμα κατά την εκφόρτιση ενός πυκνωτή, ο ένας οπλισμός παίζει το ρόλο “πηγής” φορτίου και ο άλλος “καταβόθρας”. Σ’ αυτή την περίπτωση ισχύει ο 1ος κανόνας του Kirchhoff;
Νομίζω ότι, για να ισχύει ο 1ος κανόνας του Kirchhoff χρειάζονται επιπλέον προϋποθέσεις, δηλαδή περιορισμοί, εκτός από την αρχή διατήρησης του φορτίου.
Καλημέρα παιδιά.
Ανδρέα εννοείς να μην συμπεριλάβουμε το ρεύμα μετατόπισης και να εστιάσουμε στο ότι φτάνει φορτίο στον οπλισμό αλλά δεν φεύγει;
Η διαφορά πυκνωτή-ηλεκτρολύτη είναι ότι η συγκέντρωση των ιόντων μειώνεται.
Μου είχε διαφύγει αρχικά και έκανα λάθος προκρίνοντας το 1 Α.
Δεν αναφερομαι στο ρεύμα μετατόπισης. Αναφέρομαι μόνο στο φορτίο που φεύγει από τον ένα οπλισμό και φτάνει στον άλλο. Νομίζω ότι σε αυτή την περίπτωση ο 1ος κανόνας του Kirchhoff δεν ισχύει, αν και το φορτίο διατηρείται.
Ισχύει ο 1ος κανόνας μόνο αν συμπεριλάβουμε το ρεύμα μετατόπισης.
Αλλιώς ηλεκτρόνια φτάνουν και ηλεκτρόνια δεν φεύγουν και το αντίστροφο.
Καλησπέρα παιδιά.
Διαβάζοντας τις τελευταίες τοποθετήσεις, ας κάνουμε μια προσπάθεια να ξεκαθαρίσουμε για ποιο πράγμα μιλάμε.
Ο 1ος κανόνας του Kirchhoff αναφέρεται σε κόμβους. Σε διακλαδώσεις.
Αν έχουμε ένα απλό κλειστό κύκλωμα, χωρίς διακλαδώσεις η διατήρηση του φορτίου επιβάλει απλά ίδια ένταση σε κάθε διατομή των αγωγών. Να το πούμε 1ο κανόνα; Δεν βλέπω το λόγο, αλλά δεν με ενοχλεί κιόλας: Ας τον πούμε.
Ερχόμαστε τώρα στον πυκνωτή. Κατά την διάρκεια εκφόρτισής του μέσω μιας αντίστασης υπάρχει κλειστό κύκλωμα;
Αν ναι, τότε θα δεχτούμε την ύπαρξη του ρεύματος μετατόπισης, αφού η μεταβολή της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου, ισοδυναμεί με με την μεταφορά φορτίου, από τον ένα οπλισμό στον άλλο. Μόνο έτσι κλείνει το κύκλωμα.
Αν δεν δεχτούμε το ρεύμα μετατόπισης, τότε δεν έχουμε κλειστό κύκλωμα, αλλά ένα ανοικτό κύκλωμα, που μεταφέρεται φορτίο από έναν αγωγό Α με ψηλό δυναμικό, σε ένα αγωγό Β με χαμηλότερο δυναμικό (συμβατική φορά).
Αλλά τότε για ποια διατήρηση φορτίου (με την έννοια της επαναλαμβανόμενης μεταφοράς φορτίων κατά μήκος κλειστής διαδρομής) μιλάμε;
Το φορτίο διατηρείται μεταφερόμενο από αγωγό Α σε αγωγό Β, όπως αν ενώσουμε δύο φορτισμένες σφαίρες με ένα σύρμα.
Τέλειος ο Καίσαρ. Και ωραία Ελληνικά!
Συμφωνώ. Μήπως λοιπόν και στην περίπτωση που σε κύκλωμα με κόμβους και διακλαδώσεις παρεμβάλλεται συσκευή ηλεκτρόλυσης, δεν ισχύει ο 1ος κανόνας του Kirchhoff όπως συμβαίνει στη περίπτωση που παρεμβάλλεται πυκνωτής;
Νομίζω ότι απάντηση μπορεί να δοθεί με το νόμο του Ampere.
Σε σειρά με ρευματοφόρο αγωγό άπειρου μήκους συνδέουμε την ηλεκτρολυτική συσκευή που φαίνεται στην εικόνα (δανεισμένη από τον Αλεξόπουλο).
Επιλογή διαδρομής Ampere
Επιλέγουμε μια κυλινδρική επιφάνεια με αξονα τον αγωγό και την ηλετρολυτική συσκευή ώστε η μια βάση της επιφάνειας να διαπερνάται από τον αγωγό και η άλλη από τη συσκευή.
Σ’ αυτή τη επιφάνεια επιλέγουμε μια διαδρομή Ampere που αποτελείται από τα εξής τμήματα: Ένα τόξο στη βάση που διαπερνάται από τον αγωγό και ένα τόξο στη βάση που διαπερνάται από τη συσκευή. Τα άκρα των τόξων συνδέονται μεταταξύ τους με δύο ευθύγραμμα τμήματα παράλληλα με τον άξονα του κυλίνδρου.
Υπολογισμός των Β Δs συν θ
Κινούμενοι πάνω στην διαδρομή που επιλέξαμε και υπολογίζοντας τις ποσότητες Β Δs συν θ προκύπτει:
Λόγω κυλινδρικής συμμετρίας το μαγνητικό πεδίο κατά μήκος του ενός ευθύγραμμου τμήματος είναι το ίδιο με το μαγνητικό πεδίο κατά μήκος του άλλου ενώ σε κάθε τμήμα κινούμαστε προς αντίθετη κατεύθυνση. Άρα η συνεισφορά αυτών των τμημάτων στο άθροισμα Σ Β Δs συν θ είναι μηδενική.
Λόγω κυλινδρικής συμμετρίας η συνεισφορά των τόξων στο άθροισμα θα είναι: Βαγωγού sτόξου και Βηλεκτρόλυσης sτόξου. Άρα:
Σ Β Δs συν θ = Βαγωγού sτόξου – Βηλεκτρόλυσης sτόξου. (Το αρνητικό πρόσημο προκύπτει επειδή στο ένα τόξο κινούμαστε αντίθετα από ό,τι στο άλλο).
Επειδή η επιλεγείσα διαδρομή δεν περικλείει ηλεκτρικό ρεύμα, από το νόμο του Ampere προκύπτει:
Βαγωγού sτόξου – Βηλεκτρόλυσης sτόξου = 0 =>
Βαγωγού = Βηλεκτρόλυσης (1)
όπου sτόξου το μήκος του τόξου.
Επειδή ο αγωγός και η συσκευή ηλεκτρόλυσης είναι άπειρου μήκους:
Βαγωγού = μ0/2π Iαγωγού /r (2)
Βηλεκτρόλυσης = μ0/2π Ιηλεκτρόλυσης/r (3)
όπου r η ακτίνα του τόξου.
Από τις (1), (2) και (3) προκύπτει:
Iαγωγού = Ιηλεκτρόλυσης
Συμπέρασμα: Όταν σε κύκλωμα με κόμβους και διακλαδώσεις παρεμβάλλεται συσκευή ηλεκτρόλυσης, ο 1ος κανόνας του Kirchhoff ισχύει.
Καλημέρα Ανδρέα.
Δεν υποστήριξα σε καμιά από τις παραπάνω τοποθετήσεις ότι η ένταση του ρεύματος που διαρρέει μια συσκευή ηλεκτρόλυσης, είναι διαφορετική από την ένταση του ρεύματος που διαρρέει το υπόλοιπο κύκλωμα. Το θεώρησα αυτονόητο και απλά εστίασα στο να προτείνω “μοντέλο”, ώστε τα Ν κατιόντα Να και τα Ν ανιόντα χλωρίου, τα οποία ηλεκτρολύονται στον ίδιο χρόνο, να συνοδεύονται από Ν ηλεκτρόνια που περνάνε από μια διατομή του σύρματος.
Τώρα το παράδειγμά σου με τον νόμο του Αmpere, δεν βλέπω τι αποδεικνύει. Αν στην θέση της συσκευής αυτής βάζαμε ένα αδιαφανές κουτί, το ίδιο αποτέλεσμα θα είχαμε. Το ίδιο αποτέλεσμα προφανώς θα είχαμε και αν το μαύρο κουτί περιείχε έναν μόνο πυκνωτή… και θα μας έλυνε το πρόβλημα των πηγών και καταβοθρών του Καίσαρα!
Καλημέρα Διονύση!
Συμφωνώ ότι θεώρησες αυτονόητο πως η ένταση του ρεύματος που διαρρέει μια συσκευή ηλεκτρόλυσης, είναι ίση από την ένταση του ρεύματος που διαρρέει το υπόλοιπο κύκλωμα. Απόδειξα λοιπόν ότι, χρησιμοποιώντας τον νόμο του Αmpere το “αυτονόητο” ισχύει.
Νομίζω επίσης ότι αν αντικαταστήσουμε το συσκευή ηλεκτρόλυσης με πυκνωτή επειδή μεταξύ των οπλισμών δεν υπάρχει φορτίο, εφαρμόζοντας το νόμο του Ampere όπως στην περίπτωση στης συσκευής ηλεκτρόλυσης, θα μας ανάγκαζε να επινοήσουμε το ρεύμα μετατόπισης. Το ίδιο και με το μαύρο κουτί αρκεί να υπήρχε κυλινδρική συμμετρία.