by Λάθος στο Παράδειγμα 5.2 του Σχολικού Βιβλίου (Φυσική Γ’ Λυκείου Τεύχος Β’);
Στην εικόνα φαίνεται η εκφώνηση του Παραδείγματος 5.2, του Σχολικού Βιβλίου (Φυσική Γ’ Λυκείου Τεύχος Β’) και μέρος της λύσης του. Στην προτελευταία φράση αναφέρεται: “Επομένως, στο άκρο Γ σωρεύεται αρνητικό φορτίο και στο Α θετικό (σχ. 5.9)“. Η φράση είναι σωστή ή λανθασμένη;
Διόρθωση στην εικόνα: Στην παρούσα ανάρτηση ο Γρηγόρης Μαλάμης αναφέρει σωστά ότι “το κείμενο της ανάρτησης είναι παρμένο από το “εμπλουτισμένο κείμενο” του βιβλίου που βρίσκεται στο ebooks.edu.gr το οποίο είναι γενικώς μια σαλάτα. Στο εκτυπωμένο των παιδιών είναι όλα μια χαρά.”
Η σωστή εικόνα είναι αυτή που έχω επισυνάψει εδώ. Ωστόσο και σ’ αυτή την περίπτωση η επίμαχη φράση παραμένει η ίδια.
Καλημέρα αγαπητοί φίλοι και χρόνια πολλά στις Βαγγελίτσες και τους Βαγγέλήδες!
Νομίζω κι εγώ ότι η συγκεκριμένη φράση είναι λανθασμένη, διότι όπως σωστά σχολιάζει ο Γιώργος Κόμης και άλλοι συνάδελφοι:
: “…δεν συσσωρεύεται αρνητικό φορτίο στο Γ [ούτε θετικό στο Α].
Αν ο αγωγός ΑΓ ήταν μόνος του, τότε η πρόταση θα ήταν σωστή.”
Πράγματι όταν ο αγωγός διαρρέεται από ρεύμα δεν υπάρχει συσσώρευση φορτίου. Τα φορτία κινούνται επειδή σ’ αυτά ασκείται δύναμη Lorentz. Δηλαδή στο εσωτερικό του αγωγού δεν υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο ούτε διαφορά δυναμικού στα άκρα του.
Ωστόσο μπορούμε να θεωρήσουμε ότι το κύκλωμα συμπεριφέρεται σαν να υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο, διαφορά δυναμικού κλπ., διότι και στις δύο περιπτώσεις έχουμε ηλεκτρικό ρεύμα. Νομίζω ότι αυτό θα πρέπει να έχουμε κατά νου και αν χρειάζεται να το διευκρινίζουμε στους μαθητές.
Όπως έχω αναφέρει και αλλού, αποτελεί ισχυρή πεποίθησή μου ότι στη Φυσική για να περιγράψουμε μια νέα κατάσταση χρησιμοποιούμε αναλογίες μεταξύ μιας γνωστής κατάστασης και της νέας. Για παράδειγμα, χρησιμοποιούμε όσα γνωρίζουμε για ένα κύκλωμα στο οποίο προκαλείται ηλεκτρικό ρεύμα από μια μπαταρία, για να περιγράψουμε ένα κύκλωμα στο οποίο εμφανίζεται επαγωγικό ρεύμα. Χρειάζεται ωστόσο να είμαστε προσεκτικοί: Συχνά στη βιβλιογραφία, όταν παρουσιάζεται μια νέα κατάσταση, δεν επισημαίνεται, ούτε καν αναφέρεται, ότι χρησιμοποιούμε κάποια αναλογία. Αποτέλεσμα: Διατυπώνονται λανθασμένοι ισχυρισμοί, όπως συμβαίνει με την επίμαχη φράση.
Καλημερα σε ολους. Οταν σε ενα κυκλωμα υπαρχει επαφη δυο αγωγων και οι αγωγοι αυτοι εχουν διαφορετικη αγωγιμοτητα,τοτε στην επιφανεια της επαφης εμφανιζεται συσσωρευση φορτιου.Αυτο αποδεικνυεται ευκολα χρησιμοποιωντας τους νομους του Οhm (J=σΕ) οπου σ η αγωγιμοτητα και του Gaus’s (divE=ρ/ε0) Το εχω κανει οταν εδωσα ΑΣΕΠ το 2000 οπου επεσε αυτο ακριβως το θεμα.
https://www.krionas.gr/images/mainmenu/EkpedeftikoYliko/thematadiagonismon/asepfysikis/2000gnostiko.pdf (ΕΡΩΤΗΜΑ 5ο)
Βεβαια στο παραδειγμα δεν λεει οτι ο αγωγος ΑΓ εχει διαφορετικη αγωγιμοτητα απο τα παραλληλα συρματα και ετσι η προταση οτι εχουμε συσσωρευση φορτιου ειναι μαλλον ξεκαρφωτη.Αυτοι μαλλον αλλο θελανε να πουνε.Αν η αντισταση του κυκλωματος ειναι εντοπισμενη στο τμημα ΔΖ και θεωρησουμε οτι τα υπολοιπα τμηματα εχουν μηδενικη αντισταση,δηλαδη απειρη αγωγιμοτητα, τοτε δεν υπαρχει συσσωρευση φορτιου στις επαφες Α,Γ.
Γιατί “η ευκολία διολίσθησης των ηλεκτρονίων αγωγιμότητας στο κύκλωμα δεν είναι ίδια σε όλα τα σημεία.”;
Ανδρέα αν θυμάμαι καλά, μια απλή προσέγγιση για την ευκινησία μ των ηλεκτρονίωνείναι η εξής:
Η υd υπολογίζεται ως υd = ατ
όπου α = F/m = Ee/m η επιτάχυνση των ηλεκτρονίων και τ ο μέσος χρόνος μεταξύ δύο κρούσεων με μεταλλικό ιόν. Οπότε:
υd = ατ = (Ee/m)τ = (eτ/m)E = μΕ με μ = eτ/m.
Η μ εξαρτάται δηλαδή από το μέσο χρόνο ελεύθερης κίνησης τ, ο οποίος όμως εξαρτάται από το υλικό του αγωγού:
τ = m / (ρne²), ρ η ειδική αντισταση και n η πυκνότητα ηλεκτρονίων.
.
Σε μία πιο θεωρητική προσέγγιση, η τ σχετίζεται αν θυμάμαι με το χρόνο μετάβασης της κατανομής των φορέων σε κατανομή ισορροπίας, αν καταργηθεί το πεδίο Ε.
(Αν θεωρήσουμε ότι η μετάβαση σε ισορροπία γίνεται εκθετικά η τ είναι η σταθερά χρόνου).
Καλημέρα παιδιά.
Σκέφτομαι πως έχει δίκιο ο Διονύσης.
Ρώτησα χθες αν η κατανομή των ηλεκτρονίων είναι ίδια σ’ όλη την έκταση της ράβδου.
Αν ήταν ίδια τότε δεν υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο στη ράβδο.
Όμως το ότι υπάρχει πολική τάση VΑΓ δεν σημαίνει ότι υπάρχει πεδίο και επομένως ανισοκατανομή στη συγκέντρωση των ηλεκτρονίων;
Για ποιο λόγο να παρουσιαστεί χαμηλό δυναμικό στο Γ αν η συγκέντρωση ηλεκτρονίων στο Γ και στο Α είναι ίδιες;
Καλημέρα Κωνσταντίνε,
Αν στο Ζ υπάρχει συσσώρευση ηλεκτρονίων, τότε αυτή θα είναι περιορισμένη στο Ζ, ή απλωμένη σε όλο το μήκος του αγωγού Ζx;
Πόση είναι η διαφορά δυναμικού VZ – VΓ;
Καλημέρα Γιάννη.
Πώς δημιουργείται η τάση στο ΑΓ;
Γεια σου Ανδρέα.
Σκέφτομαι μια δυναμική ισορροπία:
Μαγνητικές δυνάμεις οδηγούν ηλεκτρόνια προς το Γ.
Ηλεκτρικό πεδίο αναπτύσσεται μεταξύ Α και Γ.
Ηλεκτρόνια αναχωρουν από το Γ για ένα μεγάλο ταξίδι στο κύκλωμα.
Ηλεκτρόνια φτάνουν στο Α μετά το ταξίδι τους.
Όσο η ταχύτητα της ράβδου είναι σταθερή είναι σταθερές οι μαγνητικές δυνάμεις, οι συγκεντρώσεις ηλεκτρονίων, το πλήθος των ανά μονάδα χρόνου αναχωρούντων από το Γ ηλεκτρονίων και αφικνουμένων στο Α.
Σταθερή είναι και η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου και επομένως η πολική τάση VΑΓ.
Πιστεύω δηλαδή πως το γεγονός ότι αναχωρούν ηλεκτρόνια από το Γ και φτάνουν στο Α δεν σημαίνει ότι οι συγκεντρώσεις τους στα Α και Γ γίνονται ίδιες.
Άλλο μοντέλο θα ήταν το εξής: Το ωθούμενα από τη δύναμη Lorentz ηλεκτρόνια ωθούν με απωστικές ηλεκτρικές δυνάμεις τα προπορευόμενα ηλεκτρόνια και το ηλεκτρικό ρεύμα συντηρείται.
Σε κάθε περίπτωση ωστόσο το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να αποδοθεί σε υποθετικό ή πραγματικό(;) ηλεκτρικό πεδίο. Αυτή νομίζω είναι η πιο οικονομική παραδοχή και αυτή διδάσκουμε. Ωστόσο η υιοθέτηση μοντέλου για την κατανομή του φορτίου μέσα στους αγωγούς, νομίζω ότι είναι αυθαίρετη.
Δεν έχω βρει κάτι σχετικό στη βιβλιογραφία.
Γεια σου Διονυση.Αν ενωσουμε εν σειρα δυο συρματα ιδιας διατομης τοτε αν αυτα εχουν διαφορετικη αγωγιμοτητα,συσωρευση φορτιου εχουμε μονο στην επαφη μεταξυ των δυο συρματων και αν η πυκνοτητα ρευματος εχει φορα απο το λιγοτερο αγωγιμο προς το πιο αγωγιμο,τοτε η επιφανειακη πυκνοτητα φορτιου πανω στην επαφη ειναι αρνητικη.Αν τετοια ειναι η περιπτωση τοτε θα ειναι περιορισμενη στο Ζ. Η διαφορα δυναμικου ειναι VZ – VΓ=ΙRζγ
Τωρα αν κανω λαθος ελπιζω να μην με παρεξηγησεις 🙂
Ανδρέα καλημέρα. Σίγουρα η εκφώνηση έχει αρκετα λάθη που τα σημειώνει πολύ σωστά ο Βαγγέλης (Χρόνια πολλά και Καλά Βαγγέλη) .
Η προσωπική μου άποψη είναι με απλά λόγια η εξής:
Η Εεπαγωγή είναι το αίτιο της κίνησης των ηλεκτρονίων (τα οποία κινούνται λογω της δύναμης Lorenz) με αποτέλεσμα την διαφορά δυναμικού στα άκρα της ράβδου (από τα οποία διέρχονται τα ηλεκτρόνια όπως συμβαίνει στα άκρα μιας αντίστασης) και όχι βέβαια συσσώρευση φορτίων.
Βαγγελη γιατι πρεπει η διαταξη να ειναι οριζοντια?
Γιώργο καλησπέρα.
Γιατί η κίνηση των ηλεκτρονίων λόγω της δύναμης Lorentz έχει αποτέλεσμα τη δημιουργία διαφοράς δυναμικού στα άκρα της ράβδου;
Καλησπέρα συνάδελφοι,
Βρήκα ένα σχετικό paper που αναφέρεται στην κατανομή των ηλεκτρονίων κατά μήκος ενός κυκλώματος. Δεν γνωρίζω την εγκυρότητά του αλλά ίσως αξίζει μια ματιά, ΕΔΩ.
Helpful! Food of thought!
Η δύναμη Lorentz κινεί τα ηλεκτρόνια . Η εμφανισή της είναι αποτέλεσμα του αιτίου Εεπαγωγής λόγω της μεταβολής της μαγνητικής ροής(η ραβδος σαρώνει τις δυναμικές γραμμές – το δρεπάνι με τα στάχυα που λεει ο Γιάννης). Δηλαδή η Εεπαγωγή ¨αντλεί” τα ηλεκτρόνια . Η διαδικασία αυτής της ¨αντλησης”ηλεκτρονίων γίνεται με την δημιουργία ηλεκτρικού πεδίου στη ράβδο ,στο οποίο εμείς αντιστοιχίζουμε θετικό προσημο στο ένα άκρο και αρνητικό στο άλλο και έτσι μιλάμε για διαφορά δυναμικού στα άκρα της ράβδου.