by Γραφεί το αναλυτικό πρόγραμμα σπουδών
-Να αναγνωρίζουν την ΗΕΔ ιδανικής πηγής ως τάση στους πόλους της και να την συνδέουν με τη μεταβολή ενεργείας λόγω προσφοράς έργου κατά τη χημική διαδικασία.
-Να διατυπώνουν το συλλογισμό αίτιο (η τάση στα άκρα μιας αντίστασης) -αποτέλεσμα (η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει μια αντίσταση) Παρακάτω αναφέρεται στην πολική τάση
Γραφεί το σχολικό βιβλίο της Κύπρου
-Από τη σχέση ΗΕΔ – διαφοράς δυναμικού συμπεραίνουμε ότι η διαφορά δυναμικού μεταξύ των πόλων της πηγής είναι μικρότερη από την ΗΕΔ της πηγής,
-Εάν η αντίσταση ενός αγωγού είναι ανεξάρτητη από τη διαφορά δυναμικού στα άκρα του, ο αγωγός ικανοποιεί τον νόμο του Ohm
Πάμε τώρα να απαντήσουμε τον αρχικό μας ερώτημα
-Το ρεύμα ρέει μέσα από το κύκλωμα, που σημαίνει ότι διατηρείται μια διαφορά δυναμικού στους πόλους της πηγής ρεύματος. Αρία υπάρχει μια δύναμη που σπρώχνει το φορτίο μέσα από την πηγή, ενάντιά της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου των πόλων . Αυτό σημαίνει ότι η μεταφορά φορτίων μέσα σε μια πηγή ηλεκτρικού ρεύματος πρέπει να επιτυγχάνεται από δυνάμεις διαφορετικές από τις ηλεκτρικές. Αυτές οι δυνάμεις ονομάζονται επομένως εξωτερικές δυνάμεις. Η φύση των εξωτερικών δυνάμεων μπορεί να ποικίλλει. Στις μπαταρίες και τους συσσωρευτές, αυτές οι δυνάμεις είναι χημικής φύσης.
-Τα φορτία σε ένα ομογενές τμήμα κυκλώματός (αγωγού) όταν τα καρά του συνδέεται με μια πηγή ρεύματος, κινούνται προς μια κατεύθυνση υπό την επίδραση της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται στο εσωτερικό του (ηλεκτρικές δυνάμεις)
-Η ΗΕΔ μιας πηγής ρεύματος είναι ίση με το πηλίκο του έργου των εξωτερικών δυνάμεων κατά την κίνηση ενός φορτίου μέσα σε μια πηγή. προς την απόλυτη τιμή αυτού του φορτίου
-Η διαφορά δυναμικού μεταξύ σημείων εντός ομογενούς τμήματος κυκλώματος (αγωγού) που τα άκρα του συνδεόμενα με τους πόλους της πηγής (άρα και διαφορά δυναμικού μεταξύ των πόλων της πηγής) είναι ίση με το πηλίκο του έργου των ηλεκτρικών δυνάμεων κατά την κίνηση ενός φορτίου μέσα από αυτό , προς την απόλυτη τιμή αυτού του φορτίου
-Οι δυο ορισμοί είναι διαφορετικοί .Αρά οι εννοείς είναι διαφορετικές . Χρειάζεται προσοχή όταν εκπονούμε αναλυτικά προγράμματα διότι συμπαρασύρουν και τις συγγραφικές ομάδες .Τα βιβλία μας είναι online και μπορούμε να εκτεθούμε
ΥΓ Θα μπορούσαμε να ονομάσουμε τάση πηγής την ΗΕΔ της
Καλησπέρα Γιώργο.
Η ΗΕΔ πηγής είναι από τις δύσκολες έννοιες. Θυμάμαι από την εποχή των δεσμών ότι μόνο όταν τελικά εφθανα στην σχέση
Vπ = Ε – Ιr
και έλεγα δηλ η ΗΕΔ πηγής ισουται με την διαφορά δυναμικού στους πολους της όταν δεν διαρρέεται από ρευμα και είναι ιδιοκτησία , χαρακτηριστικό τελικά της πηγής όπως και η εσωτερική αντισταση άρχιζαν να αντιλαμβάνονται την έννοια.Τελικά και εντελώς συνοπτικά
ΗΕΔ =αιτία μεταφοράς ηλεκτρονίων δια της βίας από τον θετικό πολο στον αρνητικό από μεγαλύτερο σε μικρότερο δυναμικό και επομένως αποδίδει ενέργεια στα φορτια.
Ταυτόχρονη εμφάνιση (συντηρητικού) πεδίου.
Κινηση ηλεκτρικου φορτιου δηλ ηλεκτρικό ρευμα το αποτέλεσμα.
Το ηλεκτρικο ρευμα η αιτία όταν διαρρέει αντιστατη έχει ως αποτέλεσμα την ελάττωση του δυναμικού κατά την συμβατική φορά του ρευματος δηλ εμφάνιση
<πτώσης> τασης στην αντίσταση το αποτέλεσμα.
Η ΗΕΔ αιτία , τάση το αποτέλεσμα, διαφορετικές έννοιες.
Επειδή είμαι κακός σε ορισμούς και ορολογίες προσέφυγα στην ΤΝ:
Καλό απόγευμα Γιώργο (Μπατ.), καλό απόγευμα σε όλους.
ΗΕΔ, τάση και διαφορά δυναμικού… Πολύ μπερδεμένα πράγματα, ακόμη και στην απάντηση της Τ.Ν. που ανέβασες Γιάννη.
Προσωπικά συμφωνώ με το σχόλιο του Γιώργου (Κόμη). Αν μείνουμε σε αυτό το επίπεδο διδασκαλίας, νομίζω ότι ομαλά οι μαθητές μπορούν να προχωρήσουν παραπέρα, χωρίς πρόβλημα.
Ποιος θέτει σε κίνηση τα φορτία σε ένα κύκλωμα; Η ΗΕΔ! είναι αυτή που “διεγείρει” και προκαλεί το ηλεκτρικο ρεύμα, δίνοντας και την απαραίτητη ενέργεια στα φορτία. Η ηλεκτρεγερτική δύναμη.
Αυτή η ΗΕΔ εκφράζει την ανά μονάδα φορτίου ενέργεια που η πηγή δίνει στο ηλεκτρικό ρεύμα που την διαρρέει.
Ποια είναι η αιτία που μια αντίσταση διαρρέεται από ρεύμα; Η διαφορά δυναμικού (η τάση) που επικρατεί μεταξύ των δύο άκρων της.
Και ποια είναι η αιτία που εμφανίζεται αυτή η τάση στα άκρα της αντίστασης; Ένα ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργήθηκε εξαιτίας της ΗΕΔ της πηγής.
Αυτή η τάση εκράζει την ανά μονάδα φορτίου ενέργεια που το ρεύμα δίνει στον καταναλωτή-αντίσταση.
Και στις δυο περιπτώσεις μιλάμε για ενέργεια ανά μονάδα φορτίου. Ναι αλλά ποια ενέργεια; Την πρώτη η ενέργεια που παίρνουν τα φορτία, τη δεύτερη την ενέργεια που δίνουν τα φορτία.
Όσον αφορά το μηχανισμό και την ερμηνεία για το πώς η πηγή παρέχει την ενέργεια, ο Γιώργος Μπατατέγας χρησιμοποιεί τις “εξωτερικές δυνάμεις, διαφορετικές από τις ηλεκτρικές”. Και ναι έτσι είναι, αλλά δεν ξέρω αν πρέπει να διδαχτεί.
Το θέμα φαίνεται ανάγλυφα στην περίπτωση της κίνησης του αγωγού σε μαγνητικό πεδίο (το γνωστό μοντέλο επαγωγής), και δημιουργία κλειστού κυκλώματος. Εκεί περιγράφονται δύο πεδία το ηλεκτροχωριστικό (μη συντηρητικό) και το γνωστό μας ηλεκτροστατικό (συντηρητικό):
Ένα απόσπασμα:
Από την ανάρτηση:
Το ηλεκτρικό ρεύμα και οι πηγές του. Μέρος 5ο.
Να προσθέσω ότι η ΗΕΔ δεν αναφέρεται σε μια πηγή. Αναφέρεται σε όλο το κύκλωμα που διαρρέεται από ρεύμα. Αρκεί να σκεφτούμε ένα μαγνήτη να πλησιάζει έναν κυκλικό αγωγό. Πού αναπτύσσεται η ΗΕΔ; Δεν είναι κάπου εντοπισμένη.
Ηλεκτρική πηγή όμως είναι και ένα γαλβανικό στοιχείο, μια μπαταρία των 4,5V που αγοράσαμε από το περίπτερο.
Όταν η μπαταρία αυτή συνδεθεί σε ένα κύκλωμα και προκληθεί ηλεκτρικό ρεύμα, η ΗΕΔ είναι εντοπισμένη στην μπαταρία μας. Το ηλεκτροχωριστικό πεδίο θα αναζητηθεί στο εσωτερικό της και η παρεχόμενη ενέργεια προέρχεται από χημική ενέργεια. Κάποια αντίδραση οξειδοαναγωγής πραγματοποιείται και μεις βρήκαμε τρόπο τα μεταφερόμενα ηλεκτρόνια, να τα υποχρεώσουμε να περάσουν από όλο το κύκλωμα και να μας πληρώσουν… διόδια!
Καλησπέρα Γιώργο,Γιάννη και Διονύση.Γραφω από κινητό.Ονομασα την δύναμη εξωτερική διότι το πεδίο είναι μη συντηρητικο.Η άποψη μου είναι ότι η έννοια της τάσης δεν πρέπει να χρησιμοποιειται .Δύο είναι οι έννοιες .Η διαφορά δυναμικού και η ΗΕΔ.ΥΓ Η φυσική σημασία της τάσης είναι ότι καθορίζει πόσο τα φορτία τείνουν να κινηθούν στο πεδίο που δημιουργείται.Στο στατικό ηλεκτρισμό ένα είναι το πεδίο ,οπότε ταυτίζονται.Στο δυναμικό ηλεκτρικό έχουμε δύο πεδία , οπότε για ποια τάση μιλάμε.Με κάθε επιφύλαξη στην περίπτωση αυτή , ονόμασα τάση την ΗΕΔ της πηγής .Έτσι για να ταυτίζεται με την έννοια που χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή .Στο σχολικό βιβλίο της Κύπρου δεν αναφέρει καθόλου την εννοια της τάσης .ΥΓ Ευχαριστώ για τις απαντήσεις.Θελω όμως μια χάρη . Μαζεύτηκε κάποια άτομα και καθίστε να γράψετε 2 σελίδες κάθε μέρα .Μόνο θεωρία.Προσπαθηστε να τις μαζέψετε και να τυπώσετε ένα βιβλίο.Αυτο θα είναι παρακαταθήκη για τις επόμενες γενιές.Να μάθουν οι νέοι συνάδελφοι τη σωστή Φυσική και όχι αυτήν που κυκλοφορεί.Καλο βράδυ.
Θα μπορούσαμε να ορίσουμε την τάση ως το άθροισμα των έργων των ηλεκτρικών και εξωτερικών δυνάμεων ανά μονάδα θετικού φορτίου.Αν το τμήμα του κυκλώματος είναι ομογενές -δεν υπάρχουν πηγές – η τάση είναι το έργο της ηλεκτρικής δύναμης ανά μονάδα θετικού φορτίου,άρα η διαφορά δυναμικού.Αν το τμήμα του κυκλώματος έχει και Πηγή τοτε η τάση είναι ίση με την ΗΕΔ μειωμένη κατά τη διαφορά δυναμικού μεταξύ των άκρων της εσωτερικής αντίστασης.Άρα η τάση και η διαφορά δυναμικού δεν ταυτίζονται.
Καλημέρα Γιώργο. Γράφεις:
“Θα μπορούσαμε να ορίσουμε την τάση ως το άθροισμα των έργων των ηλεκτρικών και εξωτερικών δυνάμεων ανά μονάδα θετικού φορτίου.”
Ναι θα μπορούσαμε να ορίσουμε, αλλά δεν το έχουμε ορίσει. Και όταν λέω “δεν το έχουμε”, δεν εννοώ εγώ ή εσύ. Εννοώ ότι στην γνωστή βιβλιογραφία (τουλάχιστον σε μένα γνωστή…) δεν βλέπουμε μια αντίστοιχη θεμελίωση. Όταν μιλάμε για έργο, ή χρησιμοποιούμε το έργο της εξωτερικής δύναμης, όπως το ονομάζεις (το ηλεκτροχωριστικό πεδίο στο απόσπασμα που παρέθεσα παραπάνω), όπου είναι η ενέργεια που δίνεται στα φορτία, είτε χρησιμοποιούμε το έργο της ηλεκτρική δύναμης qV που μετράει την ενέργεια που τα φορτία δίνουν στα διάφορα στοιχεία του κυκλώματος.
Νομίζω ότι στην πράξη οι όροι τάση και διαφορά δυναμικού χρησιμοποιούνται με το ίδιο νόημα στο συνεχές ρεύμα (με κυρίαρχο όνομα τη διαφορά δυναμικού), ενώ στο εναλλασσόμενο ρεύμα επικρατεί ο όρος τάση, χωρίς να αναφερόμαστε σε διαφορά δυναμικού, μιας και το ηλεκτρικό πεδίο δεν είναι ηλεκτροστατικό.
Καλησπέρα Διονύση .Στο βιβλίο της Κύπρου δ εν αναφέρει καθόλου την έννοια της τάσης,αλλά την εννοια διαφορά δυναμικού .Γιατί διερωτήθηκα .Την μεταβολή της θέσης ορίσε ως μετατόπιση.Τη διαφορα δυναμικού γιατί να μην την ορίσει ως τάση .Σκέφτηκα μήπως δεν ταυτίζονται.Αν κάποιος συνάδελφος γνωρίζει κάτι ας το γράψει.Καλο είναι να μοιραζόμαστε τις απόψεις μας .Προς το παρόν ας δεχτούμε την άποψη του Διονύση ότι οι δύο έννοιες ταυτίζονται.Δεν θα φέρω αντίρρηση, παρότι επιφυλάσσομαι.