web analytics

Ο νόμος της επαγωγής και το Α2

 

2024-2

Από τον Παναγιώτη Μπενετάτο, Καθηγητή Φυσικής του Kyungpook National University, Daegu της Νοτίου Κορέας, υπήρξε μια σοβαρή ένσταση σχετικά με την ορθότητα της απάντησης στο φετινό Θέμα Α2 των Πανελληνίων Εξετάσεων. Σχετική δημοσίευση υπάρχει εδώ και αναδημοσίευση εδώ.

Ο συγγραφέας επισημαίνει: “Το επιχείρημα ότι το κύκλωμα είναι ανοιχτό και κατά συνέπεια δεν μπορεί να υπάρχει ρεύμα είναι τελείως λάθος.

Πράγματι αυτό το γνωρίζουν οι μαθητές, όπως αναφέρεται στο σχολικό βιβλίο της Γ’ Λυκείου (2ο Τεύχος), σελ. 207: “Στο σχήμα 5.37 ο μεταγωγός αρχικά είναι στη θέση Α και το κύκλωμα διαρρέεται από σταθερό ρεύμα Ι0. Τη στιγμή μηδέν, ο μεταγωγός τοποθετείται στη θέση Β. Το κύκλωμα συνεχίζει για λίγο χρόνο να διαρρέεται από ρεύμα. Το πηνίο, αντιδρώντας στη μείωση του ρεύματος δημιουργεί ηλεκτρεγερτική δύναμη που δίνει για μικρό χρόνο ρεύμα ίδιας φορά με το αρχικό ρεύμα.”

image

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
121 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Χριστάκος Παναγιώτης

Καλημέρα κε Βαλαδάκη. Νομίζω ότι περισσότερο σχετική είναι η παράγραφος στη σελ. 188 (β τεύχος). Οι μαθητές γνωρίζουν το φαινόμενο (ότι δηλ. σε ανοικτό κύκλωμα παρατηρείται προσανατολισμένη κίνηση e) στο οποίο αναφέρεται ο καθηγητής Μπενετάτος και μάλιστα το χρησιμοποίησαν για να απαντήσουν στο ερώτημα Δ2 του ίδιου διαγωνίσματος

comment image

Τελευταία διόρθωση6 μήνες πριν από Αποστόλης Παπάζογλου
Θοδωρής Παπασγουρίδης

Καλημέρα Ανδρέα, καλημέρα Παναγιώτη

Μεταφέρω σχόλιο που έγραψα στο physicsgg

Το πρόβλημα που αναφέρει ο καθηγητής Μπενετάτος σχετίζεται, κατά τη γνώμη μου, περισσότερο με την αξιοπιστία των ερωτημάτων πολλαπλής επιλογής, όπου ο μαθητής δεν έχει τη δυνατότητα αιτιολόγησης της επιλογής του.

Επιπλέον οι 5 μονάδες που λαμβάνει κάθε ερώτηση είναι δυσανάλογες με την προσπάθεια που καταβάλει συνολικά στην εξέταση και καθοριστικές για το τελικό αποτέλεσμα.

Επίσης, επειδή ξεκινά με αυτά τα ερωτήματα ο μαθητής, η ασάφεια που πιθανά περιέχουν, επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την ψυχολογία του, για τη συνέχεια της εξέτασης.

Όλα τα φετινά ερωτήματα πολλαπλής επιλογής δεν ήταν ερωτήματα ανάκλησης βασικής γνώσης, με ό,τι αυτό συνεπάγεται αλλά και με ό,τι δηλώνει ως προς τις προθέσεις…

Εκτιμώ, χωρίς να μπορώ να το αποδείξω, πως δεν υπήρξε μαθητής που έκανε τις συνδυαστικές σκέψεις που αναφέρει ο καθηγητής. Αυτό βέβαια, δεν απαλλάσσει τους θεματοδότες από τις όποιες ευθύνες της επιλογής.

Οι μαθητές γνωρίζουν ότι στις κινήσεις αγωγών εντός μαγνητικού πεδίου, όταν το επίπεδο κίνησης τέμνεται από τις δυναμικές γραμμές του πεδίου, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια υπό την επίδραση της συνισταμένης των δυνάμεων, F(L) Lorentz από το ΜΠ και F(ηλ) από το επαγόμενο ΗΠ, κινούνται κατά μήκος του αγωγού για απειροστά μικρό χρονικά διάστημα, μέχρι να επιτευχθεί η μόνιμη κατάσταση. Αυτό ήταν και ζητούμενο στο ερώτημα Δ2.

Από τη στιγμή όμως που επέρχεται η μόνιμη κατάσταση, παύει η μετακίνηση ηλεκτρονίων, κάτι που δικαιολογεί πως σε ανοιχτό κύκλωμα δεν υπάρχει ροή ηλεκτρικών φορτίων.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα παιδιά. Θοδωρή αν δεν έρχεται ποτέ μόνιμη κατάσταση;

Θοδωρής Παπασγουρίδης

Καλημέρα Γιάννη, δεν γνωρίζω αν στη συγκεκριμένη περίπτωση επέρχεται
μόνιμη κατάσταση ή όχι, π.χ αν ΔΦ/Δt =σταθερό, τότε εικάζω μόνιμη κατάσταση…
Μην με ρωτήσεις πώς επιτυγχάνουμε ΔΦ/Δt=σταθερό…..

Στην ομαλή μεταφορική και περιστροφική κίνηση αγωγού που διδάσκονται οι μαθητές,
επέρχεται μόνιμη κατάσταση και παύει η μετακίνηση ηλεκτρονίων…

Φαντάζομαι ότι βάση αυτής της γνώσης περιμένουμε την απάντηση…

Ο πανεπιστημιακός καθηγητής της επιτροπής έχει την ευθύνη για την επιστημονική ορθότητα των ερωτημάτων… Φαντάζομαι ότι έδωσε τη συγκατάθεσή του….

Ο Μάρκος, μαθητής που αγαπά τη φυσική και θέλει να περάσει στο φυσικό, πήρε 95/100, χάνοντας το Α2. Όταν του είπα αυθόρμητα:

“Καλά ρε Μάρκο, αφού έλεγε ανοικτό πηνίο, πώς θα υπήρχε ρεύμα;”

μου απάντησε πως στη βιασύνη του δεν το πρόσεξε…

Δεν μπορώ να γνωρίζω, αν έκανε κάποιες σκέψεις από αυτές που αναφέρει ο καθηγητής Μπενετάτος… Ο Μάρκος θα μπορούσε… αλλά δεν μου ανάφερε κάτι…

Σίγουρα ο θεματοδότης που πρότεινε το θέμα, όφειλε να διευκρινίσει πως
ΔΦ/Δt =σταθερό

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Επομένως ο καθηγητής καλή παρατήρηση κάνει. Βλέπουμε κάτι τέτοιο και σε πηνία που συνδέονται σε κεραίες. Ή και στην ίδια την κεραία.

Δημήτρης Γκενές
Αρχισυντάκτης
21/07/2024 3:02 ΜΜ

Μπορεί κανέις μαθητής να μην σκέφτηκε έτσι αλλά επιστημονικά ο Καθηγητής κ.Π. Μπενετ’ατος προφανώς έχει δίκιο.

Προσωπικά έχω δις έρθει σε αντίφαση μέσα σε τάξη διδάσκοντας .
1η φορά σε Λύκειο όταν μαθητής εξέφρασε την δυσφορία του για την θέση 2 διακόπτη στην μελέτη κυκλώματος RL, Και γιατί κύριε πρέπει να έχουμε όχι απλά διακόπτη που καθιστά στην θέση 2 το κύκλωμα ανοικτό αλλά διακόπτη που διατηρεί το κύκλωμα κλειστό αλλά στην θέση 2 βγάζει από το κλειστό κύκλωμα μόνο την πηγή ; Νόμισα αρχικά ότι απάντησα.

Μετά από χρόνια διδάσκοντας στην Γ γυμνασίου έδειξα pptx το οποίο αναφερόταν στις προϋποθέσεις δημιουργίας ρεύματος και η ύπαρξη κλειστής διδρομής αγωγών. Ένας μαθητής αντέδρασε : Μα κύριε στο πείραμα 2.3. του σχολικού βιβλίου μιλά για προσανατλισμένη κίνηση φορτίων από φορτισμένο σώμα σε σφαιρίδιο ηλεκτροσκοπίου .Εισάγει την έννοια ηλεκτικού ρεύματος πρώτα σε ανοικτό κύκλωμα. Και παρακάτω μιλά για ηλεκτρικό πεδίο ανάμεσα σε πλάκες πυκνωτή που προκαλεί απόκλιση του σε ένα σφαιρ’ιδιο που αρχίζει να κινείται. Και όλα αυτά για να εξηγήσει την προσανατολισμένη κίνηση μέσα σε αγωγούς . Άρα δεν χρειάζεται κλειστό κύκλωμα. Θυμήθηκα την παλιότερη ερώτηση στο Λύκειο. Ξέφυγα μιλώντας για συνεχή μόνιμη ροή και συνεχές ρεύμα. Κατάλαβα όμως ότι ουδέποτε απάντησα στην ερώτηση του Μαθητή μου στο Λύκειο.

Βλέπετε η ερώτηση Α2 βρίσκεται σχεδόν σε όλα τα βοηθήματα που κυκλοφορούν στην αγορά.
Άρα πολύ σωστά επισημαίνει ο Θοδωρής πιο πάνω : Οι ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής ( και Σωστού Λάθους ) οφείλουν να είναι ανάκλησης θεωρητικής γνώσης από το βιβλίο ( όχι από αμφισβήτήσιμα σημεία ) Κάθε παραπάνω ζητούμενο ( κριτικής σκέψης ) οφείλει να είναι καλά ελεγμένο ως προς την ορθότητα της μονοσήμαντης απάντησης και καλό θα ήταν να μετατεθεί σε ερωτήσεις με δικαιολόγηση …

Ανάργυρος Μαρμαρινός

Συμφωνώ με τα παραπάνω σχόλια. Έχει δίκιο ο καθηγητής Μπενετάτος, όμως αυτό που μαθαίνουμε στα παιδιά από τη Β Λυκείου είναι ότι στο ανοιχτό κύκλωμα δεν υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό ισχύει όταν οι εφαρμοζόμενες τάσεις είναι συνεχείς, όμως δεν ισχύει πάντα στην περίπτωση επαγωγικών τάσεων. Έτσι μια τέτοια ερώτηση (όπως η Α2) θα πρέπει να τροποποιηθεί ώστε να είναι επιστημονικά σωστή.
(παρότι κανένας μαθητής δεν θα προβληματιστεί για τη σωστή απάντηση)

Βαγγέλης Κουντούρης

καλό απόγευμα σε όλους
θεωρώ κι εγώ ότι ο καθηγητής έχει δίκιο,
και όσοι δεν το προσέξαμε έχουμε άδικο, αλλά…
(πάντα υπάρχει ένα αλλά)
νομίζω το “κουράζει” το θέμα στην εξήγηση
θεωρώ (και θα ήθελα το σχόλιό του αν μας διαβάζει, και όποιου άλλου εννοείται) ότι πιο απλή και κατανοητή εξήγηση είναι η παρακάτω:
καθώς ο μαγνήτης πλησιάζει προς το ανοιχτό πηνίο η μαγνητική ροή που περνάει από κάθε σπείρα του μεταβάλλεται,
όχι με σταθερό ρυθμό, όμως, αλλά με διαρκώς αυξανόμενο,
λόγω μείωσης της απόστασης, περισσότερες δυναμικές γραμμές περνάνε από κάθε σπείρα, οπότε η Εεπ υπάρχει συνέχεια και αυξάνεται συνέχεια,
άρα διαρκώς μεταφέρονται ηλεκτρόνια από το ένα άκρο του πηνίου στο άλλο, ρεύμα συνεπώς υπάρχει συνέχεια, και ας είναι το κύκλωμα ανοιχτό
άρα όλες οι προτάσεις είναι σωστές, με την παρατήρηση ότι στη γ. έπρεπε να γράφεται όχι “στα σημεία”, αλλά “μεταξύ των σημείων”

Μουρούζης Παναγιώτης

Δεν συμφωνώ με τον συνάδελφο κο Μπενετάτο. Όχι θεωρητικά αλλά πρακτικά. Τι εννοώ. Πράγματι δημιουργείται ρεύμα αφού έχουμε στην ουσία ένα κύκλωμα RLC που τροφοδοτείται από εναλλασσόμενη τάση. Το ρεύμα αυτό όμως είναι στην πράξη τόσο μικρό ώστε το θεωρούμε αμελητέο. Έστω ότι ένας μαθητής απαιτεί να «δει» αυτό το ρεύμα. Παίρνουμε ένα πηνίο με πολλές σπείρες, και το συνδέουμε σε σειρά με ένα λεντ έχοντας το κύκλωμα ανοικτό. Μετακινούμε έναν πολύ ισχυρό μαγνήτη. Θα διαπιστώσουμε ότι το λεντ δεν πρόκειται ν’ ανάψει αφού η εμπέδηση του κυκλώματος είναι αρκετά μεγάλη. Συμπερασματικά εμμένω στην άποψη ότι θα πρέπει να διδάσκουμε στους μαθητές μας ότι μπορούμε να στηρίζουμε λογικά-μαθηματικά ή πειραματικά.
Είμαι ενάντια στη λογική του συναδέλφου αφού μπαίνοντας σε τόσες λεπτομέρειες ακόμη και σωστές να είναι αυτές το πιο πιθανό είναι να χάσουμε τη μπάλα. Μερικά αντιπαραδείγματα της λογικής του:

Θα πρέπει να λέμε στους μαθητές μας ότι όταν φορτίζουμε ένα σώμα αλλάζει η μάζα του ή όχι; .Ένα ηλεκτρόνιο εισέρχεται με κάποια ταχύτητα κάθετα μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο. Πως είναι δυνατό η κίνησή του να είναι ομαλή κυκλική αφού οποιοδήποτε φορτίο επιταχυνόμενο εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ενέργεια;Ένα ηλεκτρόνιο αποκολλάται από την αρνητική πλάκα ενός πυκνωτή και επιταχύνεται προς τη θετική. Πως εφαρμόζουμε την ΑΔΕ χωρίς να λάβουμε υπόψη την εκπεμπόμενη Η/Μ ακτινοβολία;Το μήκος ενός σώματος αλλάζει όταν αυξάνεται η ταχύτητά του σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας. Θα πρέπει ν’ αναφερθούμε σε τέτοια φαινόμενα στη Β/θμιαcomment image
Τέλος αναφερόμενος στο σχήμα του αποσπάσματος του βιβλίου έχω αναφέρει πολλές φορές ότι το συγκεκριμένο πείραμα είναι βέβαιο ότι ΑΠΟΤΥΓΧΑΝΕΙ. Δεν υπάρχει περίπτωση να δούμε μία τέτοια καμπύλη με τον παλμογράφο αφού μετακινώντας τον διακόπτη από τη θέση Α στη θέση Β, ο διακόπτης είναι κάποιο διάστημα στον αέρα. Τότε όμως R–> άπειρο οπότε η σταθερά χρόνου L/R γίνεται μηδέν και το ρεύμα μηδενίζεται. tΤο ότι το βιβλίο αναφέρεται με σχήμα σε ένα πείραμα που είναι ΑΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΗΤΟ δεν μας ενοχλεί. Μας ενοχλεί ένα ρεύμα που είναι αδύνατο να μετρηθεί. Αυτό είναι που λέμε διυλίζουμε τον κώνωπα και αφήνουμε την κάμηλο.    

Τελευταία διόρθωση6 μήνες πριν από Μουρούζης Παναγιώτης
Δημήτρης Γκενές
Αρχισυντάκτης
Χάρης Βάρβογλης
22/07/2024 8:18 ΜΜ

Το ρεύμα που δημιουργείται από τη μεταβολή της μαγνητικής ροής μέσα από ένα κύκλωμα, λόγω μετακίνησης κάποιου μαγνήτη, “φαίνεται” πολύ καλά αν παρεμβάλλουμε ε σειρά στο κύκλωμα ένα γαλβανόμετρο. Ένας λαμπτήρας LED δεν θα φωτοβολήσει, επειδή ακόμη και αν έχουμε επιλέξει τη σωστή πολικότητα η επαγόμενη τάση είναι πολύ χαμηλη.

Μουρούζης Παναγιώτης

Έχουμε ένα πηνίο και σε σειρά τοποθετούμε ένα γαλβανόμετρο. Ανοικτό το κύκλωμα. Αν μετακινήσουμε κοντά στο πηνίο έναν μαγνήτη τότε θα δούμε ένδειξη στο γαλβανόμετρο. Αυτό όμως δεν οφείλεται στο ρεύμα που περνάει από το γαλβανόμετρο αλλά στην αλληλεπίδραση του μαγνήτη που μετακινούμε με τον μαγνήτη του γαλβανόμετρου που βρίσκεται κάτω από τη βελόνα του. Αν βάλουμε ένα μακρύ καλώδιο ώστε ν’ απομακρύνουμε το γαλβανόμετρο από το πηνίο, τότε δεν θα δούμε ένδειξη στο γαλβανόμετρο.

Τελευταία διόρθωση6 μήνες πριν από Μουρούζης Παναγιώτης
Βαγγέλης Κουντούρης

Εξακολουθώ να συμφωνώ ότι ρεύμα θα διαρρέει το ανοιχτό πηνίο εφόσον η ταχύτητα του μαγνήτη παραμένει σταθερή, διότι τότε το δφ/δt θα αυξάνεται, αν όμως η ταχύτητα μειώνεται λόγω της απωσης από το μαγνήτη-πηνιο, τότε πρόβλημα μέγα, εξάρτηση από ισχύ μαγνήτη και διάμετρο του καθώς και από διάμετρο του πηνίου, πλήθος σπειρών και απόστασης τους, μόνο πειραματική προσέγγιση νομίζω