by 
Μια μεταλλική ράβδος ΑΓ, μήκους L και μάζας m, χωρίς αντίσταση, ολισθαίνει χωρίς τριβές, παραμένοντας οριζόντια, σε επαφή με δύο κατακόρυφους μεταλλικούς ευθύγραμμους αγωγούς Κx και Λψ. Στα άκρα Κ και Λ των αγωγών συνδέουμε πυκνωτή χωρητικότητας C, ενώ σε όλο το χώρο υπάρχει οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο με μέτρο έντασης Β, όπως στο σχήμα. Θεωρούμε ότι οι κατακόρυφοι αγωγοί δεν εμφανίζουν αντίσταση και δίνεται το g.
Αφήνουμε ελεύθερη τη ράβδο, τη χρονική στιγμή t = 0.
Α) Ο πυκνωτής φορτίζεται έτσι ώστε να υπάρχει πλεόνασμα ηλεκτρονίων
i) στον οπλισμό Ο1 ii) στον οπλισμό Ο2
Βρείτε και δικαιολογείστε τη σωστή απάντηση.
Αφιερωμένη στο Θοδωρή και στους συμμετέχοντες στη συζήτηση ΕΔΩ.
Καλησπέρα κ. Ριζόπουλε και Χρόνια Πολλά,
βλέποντας την ενδιαφέρουσα άσκησή σας, μου προέκυψε η παρακάτω απορία:
Οι πυκνωτές θεωρούνται γνωστοί από τη Β' Λυκείου?
Γιατί βρίσκω ασκήσεις ηλεκτρομαγνητισμού που τους περιέχουν (σαν την δική σας), ενώ δεν αποτελούν διδακτέα ύλη της Γ'Λυκείου και τουλάχιστον στο δικό μου σχολείο δεν διδάχτηκαν ούτε στη Β' Λυκείου.
Σας ευχαριστώ εκ των προτέρων.
Καλησπέρα Ανδρέα.
Θυμάται κανείς την επιταχυνόμενη κίνηση που δεν οδηγεί σε οριακή ταχύτητα;
(εναλλακτικός τίτλος
)
Καλησπέρα κ.Ανδρέα,
Όμορφη άσκηση!
Οι πυκνωτές πράγματι είναι από τις πιο ενδιαφέρουσες διατάξεις. Παρουσιάζουν τεράστιο ενδιαφέρον ως προς την μελέτη του ηλεκτρικού πεδίου που παράγεται ανάλογα με την γεωμετρική φύση του εκάστοτε πυκνωτή…..
Ένα επιπλέον ερώτημα θα ήταν να δίνατε το εμβαδο του κάθε οπλισμού και την απόσταση τους κτλπ και να ζητάτε την χωρητικότητα C..
Χρόνια Πολλά και εύχομαι υγεία
Ανδρέα σε ευχαριστώ για την αφιέρωση και για την υπενθύμιση του πυκνωτή που κάπου τον χάσαμε
στο πήγαινε – έλα από την ύλη της γενικής στην ύλη του προσανατολισμού….
Μάλιστα φέτος, σταματήσαμε ακριβώς πριν μπω στους πυκνωτές δηλαδή σε χωρητικότητα- ενέργεια..
Ήμουν στις βολές στο ηλεκτρικό πεδίο
Να σημειώσω, απαντώντας και στον Θεόφιλο, πως οι συνδεσμολογίες αντιστατών είναι ύλη που διδάσκεται
από το γυμνάσιο. Τα χαρακτηριστικά των πυκνωτών, από όταν οι ηλεκτρικές ταλαντώσεις βγήκαν από την ύλη,
θεωρώ πως είναι κάτι που πρέπει, αν όχι επιβάλλεται, να μην ζητηθεί σε πανελλαδικές
Καλησπέρα Θεόφιλε.
Η κινηματική της ευθύγραμμης κίνησης, ο 2ος Νόμος Newton, η τριβή, το έργο, τα ενεργειακά θεωρήματα και η ισχύς διδάχτηκαν στην Α΄τάξη, αλλά τα χρησιμοποιούμε στη Γ΄…
Η ένταση ρεύματος, η σύνδεση αντιστάσεων, ο νόμος Οhm σε κλειστό κύκλωμα, η ηλεκτρική ενέργεια στο συνεχές ρεύμα στη Β΄Γενικής.
Ο πυκνωτής βρίσκεται στην επίσημη ύλη της Φυσικής Β΄ Θετικής.
Από τη στιγμή που ο Ηλεκτρομαγνητισμός εισήλθε στην επίσημη ύλη, όπως η Μηχανική της Α΄τάξης είναι προαπαιτούμενη για τη Μηχανική της Γ΄έτσι και ο Ηλεκτρισμός της Β΄είναι προαπαιτούμενος για τον Ηλεκτρομαγνητισμό της Γ΄. Δε βλέπω γιατί ο πυκνωτής να θεωρηθεί εκτός ύλης τη στιγμή που ανήκε και σε ύλη Θετικής Κατεύθυνσης.
Αν δεν τον έχεις διδαχθεί λόγω καταλήψεων ή για λόγους ανωτέρας βίας, υπάρχει δικαιολογία, αν όμως δεν τον διδάχτηκες από επιλογή του καθηγητή σου, δεν υπάρχει. Οι ώρες διδασκαλίας είναι τρεις και φτάνουν για να γίνει διδασκαλία του πυκνωτή.
Διονύση καλησπέρα. Πολύ αινιγματικό το σχόλιό σου. Εσύ πάντως δεν την έχεις ξεχάσει.
Καλησπέρα Θοδωρή. Ο τύπος C=Q/V νομίζω ότι πρέπει να βρίσκεται στην ύλη, για τους λόγους που έγραψα και στον Θεόφιλο. Φέτος βέβαια δε διδάχτηκε, οπότε αυτό θα ληφθεί υπόψη του χρόνου. Η σημασία του για τις πάσης φύσεως ηλεκτρονικές διατάξεις είναι τεράστια και είναι κρίμα να μην ασχολούνται μαζί του οι μαθητές. Ελπίζω ότι θα αναβαθμιστεί η παρουσία του, στο μέλλον.
Σπύρο χρόνια πολλά και σε ευχαριστώ. Η εξάρτηση της χωρητικότητας από τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του πυκνωτή είναι εκτός ύλης, οπότε απέφυγα σχετικά ερωτήματα…
Καλησπέρα και από εδώ Ανδρέα, και μπράβο σου που αναδεικνύεις την ..ύπαρξη και πυκνωτών στη διδακτέα ύλη (της Β θετικού προσανατολισμού!).
Κακώς που δεν υπάρχουν ασκήσεις ''επιτρεπτές'' και με πυκνωτή στο κεφάλαιο της επαγωγής!
Όπως έγραψες και παραπάνω, έκανες χρήση γνωστών εννοιών, και τίποτε παραπάνω!
Άρα είσαι νόμιμος! Ποιος όμως θα τολμήσει να προτείνει κάτι με πυκνωτή; σαν να υπάρχει ''ομερτά'' Πανελλήνια από όλους τους διδάσκοντες, και παραλείπονται ασκήσεις με πυκνωτή.
Αλλά και όταν διδάσκονται οι πυκνωτές στη Β', κανείς δεν δίνει σημασία…
Εφέτος είναι μια δύσκολη χρονιά, και αναμένουμε βατά θέματα! Και του χρόνου επίσης, αφού οι μαθητές της Β δεν θα διδαχθούν πυκνωτές.
Εκπτώσεις!!! πάρτε Κόσμε!
Αν αυξάνονταν η ύλη του χρόνου, ας μέτρια τα θέματα , όπως τον καιρό των Δεσμών.
Τώρα με τον περιορισμό της ύλης, έχουμε ..σκάψει πολύ βαθιά σε κάθε κεφάλαιο , τόσο που
βγάζουμε ''ξύγκι'' και από τη μύγα!
Να είσαι καλά.
Καλησπέρα Πρόδρομε. Σε ευχαριστώ. Απίστευτο σχόλιο!!! "Ομερτά Πανελλήνια". Επειδή κάποιος μαθητής που διαβάζει το σχόλιο να μην γνωρίζει τη σημασία της λέξης, αντιγράφω από τη Βικιπέδια:
"Ο όρος ομερτά (ιταλικά Omertà) είναι λατινικής προελεύσεως. Απαντάται στις περιοχές Σικελίας, Καλαβρίας και Απουλίας, όπου υπάρχει ισχυρή παρουσία παρανόμων οργανώσεων (Μαφία). Ο όρος αποδίδεται με την έννοια της συνεργασίας εφόσον και αν προηγηθεί συνεννόηση με τις αρχές. Στην πραγματικότητα είναι ο Νόμος της σιωπής, που η παραβίασή του πρέπει να τιμωρηθεί με θάνατο. Σε συνάρτηση με το νόμο της σιωπής είναι και η σικελική παροιμία «όποιος δεν ακούει, δε βλέπει και δε μιλάει, ζει εκατό χρόνια». "
Στόχος μου δεν είναι υποχρεωτικά Πανελλαδικό "θέμα", αφού φέτος αλλά και του χρόνου δε βλέπω να πέφτει, αλλά να δηλώσω ότι είναι και ο πυκνωτής "παρών" σε φαινόμενα επαγωγής.
Να είσαι καλά!
Ανδρέα καθόλου αινιγματικό σχόλιο.
Απλά όταν διδάσκαμε στις δέσμες την επαγωγή, είχαμε πτώση, όπου στην κορυφή οι δύο κατακόρυφοι στύλοι συνδέονταν μέσω αντίστασης, με πηγή, με πηνίο και με πυκνωτή.
Ο πυκνωτής ήταν η περίπτωση που οι μαθητές ήταν προετοιμασμένοι για εκθετική αύξηση ταχύτητας και τους παραξένευε που έβγαινε ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση…
κ. Παπασγουρίδη και κ. Ριζόπουλε, σας ευχαριστώ πολύ για τις απαντήσεις σας.
Να υποθέσω ότι τα ίδια ισχύουν και για γειώσεις και βραχυκυκλώματα?
Θεόφιλε, αυτό που έγραψα έχει την βαρύτητα ενός καθηγητή που διδάσκει το μάθημα. Τίποτα περισσότερο.
Αυτό που ρωτάς, θα μπορούσες να το ρωτήσεις στον καθηγητή του σχολείου σου, ο οποίος και έχει θεσμικό ρόλο
απέναντι σου και απέναντι σε όλους τους μαθητές του.
Προσωπική θέση είναι πως το βραχυκύκλωμα "επιτρέπεται" να ζητηθεί. Γιατί;
Διότι στη φυσική Γενικής Παιδείας της Β' Λυκείου, υπάρχει ως ύλη θεωρίας.
Η γείωση εκτιμώ "δεν επιτρέπεται" να ζητηθεί αφού δεν διδάσκεται ως θεωρία. Κάποιες ασκήσεις που υπάρχουν
στο βιβλίο, υπάρχει "οδηγία" να αποφεύγεται η διδασκαλία τους…..
Σου ξαναλέω όμως πως αυτά είναι θέση ενός απλού διδάσκοντα το μάθημα, τίποτα περισσότερο.
Να πάω και ένα βήμα παρακάτω…
Στους μαθητές μου δεν δίδαξα άσκηση με κίνηση αγωγού και πυκνωτή. Προτίμησα να διδάξω κάποια άλλα που
εκτιμώ πως θα είναι πιο χρήσιμα για τις εξετάσεις τους. Πέρυσι όμως στον προσανατολισμό, αφιέρωσα 3 διδακτικές
ώρες για τη "διάταξη πυκνωτής". Ήταν στην ύλη που και είχα οδηγία να διδάξω και θεωρώ μεγάλης σημασίας τη
διδασκαλία της. Όχι για τους τύπους που συναντάτε για πρώτη φορά (χωρητικότητας, ενέργειας)…Ούτε γιατί πυκνωτές
συναντάς σε κάθε ηλεκτρονική διάταξη…..Δεν είμαι ηλεκτρονικός….και δεν ανοίγω τα pc….
Όμως οι πυκνωτές είναι το μόνο σημείο της λυκειακής φυσικής που μπορείς να διδάξεις με εφαρμογές και παραδείγματα
μια βασική αρχή της φυσικής….Την Αρχή Διατήρησης του Ηλεκτρικού Φορτίου (φορτισμένος πυκνωτής
αποσυνδέεται από την πηγή φόρτισης και συνδέεται με άλλο αφόρτιστο πυκνωτή)
Και για να μην σε αφήνω χωρίς απάντηση, βραχυκύκλωμα δίδαξα πέρυσι, γείωση δεν δίδαξα αφού και δεν είναι στην ύλη
και το ενδιαφέρον των μαθητών για τον ηλεκτρισμό ήταν περιορισμένο και δεν υπήρχε "κίνητρο"
Βέβαια κάποιος μπορεί να ισχυριστεί πως η διπλή γείωση ένα βραχυκύκλωμα είναι….
Θέλω και εγώ να σε ρωτήσω κάτι και αν θέλεις μου απαντάς
Πυκνωτές δεν διδαχτήκατε στη διάρκεια της χρονιάς καθόλου ή σε κάποιο μάθημα που μπορεί και να έλλειπες
ο καθηγητής τους δίδαξε και στο τέλος τους έβγαλε από την ύλη των εξετάσεων;
Διότι και εμείς σχολείο τους βγάλαμε από την ύλη των εξετάσεων και είμαι σίγουρος πως κάποιοι μαθητές
που θυμούνται μόνο ότι διαβάζουν για τις εξετάσεις, θα λένε και αυτοί πως πυκνωτές δεν διδάχτηκαν….
Ανδρέα, το πρόβλημα δεν είναι η σχέση ορισμού της χωρητικότητας….
Η πανέμορφη άσκηση που ανέβασες, έχει κάτι που οι μαθητές δεν κατανοούν εύκολα….
Ρεύμα σε διαδρομή που δεν είναι αγώγιμη, αφού αλλού τους λέμε πως ο πυκνωτής λειτουργεί ως ανοικτός διακόπτης…
Ξέρεις πόσο δύσκολο είναι για το μαθητή να καταλάβει το Ιεπ=dQc/dt….
Η άσκηση αυτή αυτή έχει αξία διότι προκαλεί "μαθησιακή σύγκρουση"….
Στη ράβδο ασκείται το βάρος και η Laplace αλλά η κίνηση είναι ομαλά επιταχυνόμενη
Αλλά μέχρι εκεί…..
Και δεν είμαστε σε δέσμες που νωρίτερα είχαν διδαχτεί χρονοκυκλώματα RC ……
Γι αυτό και η θέση μου είναι ξεκάθαρη…..Ή αλλιώς….
Ό,τι είναι νόμιμο δεν είναι απαραίτητα και πρέπον …
Καλημέρα Θοδωρή. Σε ευχαριστώ για την κατάθεση της σκέψης σου. Θα διαφωνήσω στο ότι οι μαθητές δεν καταλαβαίνουν τη σχέση i = dq/dt.
α) Από άποψη φορμαλισμού, ήδη χρησιμοποιούν το σχετικό συμβολισμό στους ρυθμούς μεταβολής ενέργειας, ορμής, μάζας κ.λ.π., με αντίστοιχους συμβολισμούς dU/dt, dp/dt, dm/dt (στα ρευστά) κ.λ.π.
Στη συνέχεια το πέρασμα από την i = dq/dt στην i = C(dV/dt), είναι το ίδιο με αυτό, που κάνουμε στη σχέση Ε=dΦ/dt και βρίσκουμε Ε=ΒLυ.
β) Από φυσική άποψη, όταν κάνουμε τον πυκνωτή, δε λέμε στους μαθητές πως φορτίζεται;
Σχεδιάζουμε ένα κύκλωμα με πηγή, διακόπτη και τον πυκνωτή. Στη συνέχεια εξηγούμε την μετακίνηση ηλεκτρονίων από τον ένα οπλισμό στον άλλο διαμέσου της πηγής, μέχρι την τελική φόρτιση που το ρεύμα μηδενίζεται. Στη συνέχεια όλες οι νόμιμες ασκήσεις του σχολικού αναφέρουν πυκνωτή που φορτίζεται από πηγή.
Επίσης το σχολικό βιβλίο έχει και φωτογραφία και άσκηση με φλας φωτογραφικής μηχανής. Εκεί δεν κυκλοφορεί ηλεκτρικό ρεύμα;
γ) Οι ασκήσεις που ο πυκνωτής λειτουργεί ως διακόπτης, δεν διδάσκονται αφού είναι στο βιβλίο Γενικής Παιδείας, στο συνεχές ρεύμα.
Άρα έχει ήδη διδαχτεί το φαινόμενο και θεωρώ ότι είναι νόμιμο και πρέπον αν μπει (που δε θα μπει…), σε Πανελλαδικές εξετάσεις ως θέμα.
Αλλά έχει δίκιο ο Πρόδρομος για κάποια περίεργη αποφυγή του πυκνωτή. Γιατί; Μήπως γιατί βρίσκεται στο τέλος της ύλης της Β΄και κάποιοι έχουν αρχίσει το …στερεό;
κ.Παπασγουρίδη, αρχικά σας ευχαριστώ πολύ για τις διευκρινίσεις σας.
Πέρυσι είμαι σίγουρος ότι οι πυκνωτές δεν διδάχτηκαν καθόλου στη Β' Λυκείου στο σχολείο μου και μάλιστα η φυσικός έβγαλε ό,τι είχε να κάνει με ηλεκτρισμό από την ύλη των προαγωγικών εξετάσεων λόγω… στερεού.
Τα θέματα περιείχαν οριζόντια βολή, ομαλή κυκλική κίνηση, κρούσεις και δειλά-δειλά λίγους νόμους αερίων.Με λίγα λόγια προσπάθησε και εκείνη ,με το δικό το δίκιο, να συμβαδίσει με τα φροντιστήρια.
Εντάξει Θεόφιλε, σε ευχαριστώ
Η συνάδελφος κατά τη γνώμη μου έκανε λάθος.
Το φροντιστήριο ακολουθεί το σχολείο και όχι το αντίθετο
Ανδρέα, είμαι σε "διάλειμμα" ….θα γράψω αργότερα