Καλημέρα. Θα ήθελα να κάνω μια ερώτηση πάνω στην ηλεκτρική ενέργεια.
Ο Ανδρέας Κασσέτας έχει γράψει http://users.sch.gr/kassetas/zzzzzzElectrCurrent3.htm <<Η λεγόμενη «ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ» είναι ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΜΕΤΑΒΙΒΑΖΟΜΕΝΗ. Σχετίζεται με το ηλεκτρικό ρεύμα.Δεν ανήκει σε κάποιο σώμα ( η σύστημα ). Δεν είναι κάτι που αποθηκεύεται. Είναι με άλλα λόγια το ηλεκτρικό έργο>> και για το τι θα πούμε στους μαθητές μας <<Η ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ είναι «ενέργεια μεταβιβαζόμενη»( μεταφερόμενη ) από μια μπαταρία στο υπόλοιπο κύκλωμα ή, γενικότερα, από ένα τμήμα κυκλώματος σε ένα άλλο. Η ενέργεια αυτή μεταφέρεται σε σωματίδια με ηλεκτρικό φορτίο>>
Η ηλεκτρική ενέργεια διαχωρίζεται αν έχω καταλάβει καλά από την ενέργεια του ηλεκτρικού ρεύματος που είναι η ενέργεια που έχουν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια. Η ενέργεια της μπαταρίας μεταφέρεται σε σωματίδια με ηλεκτρικό φορτίο.
Στον serway 27.2 διαβάζω<<…….έχουμε συνεχή μετατροπή της χημικής ενέργειας της μπαταρίας σε κινητική ενέργεια των ελεύθερων ηλεκτρονίων. Η κινητική ενέργεια αυτή δαπανάται στις κρούσεις των ελεύθερων ηλεκτρονίων με τα άτομα που βρίσκονται στις πλεγματικές τους θέσεις……..>>
Στην επόμενη ακριβώς παράγραφο <Καθώς το φορτίο κινείται δια μέσου της μπαταρίας απο το α στο b , η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια αυξάνεται κατά VΔQ (όπου V το δυναμικό του σημείου b) ενώ η χημική ενέργεια της μπαταρίας ελαττώνεται κατά την ίδια ποσότητα. Καθώς όμως το φορτίο κινείται μέσα στην αντίσταση χάνει την ηλεκτρική δυναμική του ενέργεια καθώς συγκρούεται με τα άτομα της αντίστασης παράγοντας έτσι θερμική ενέργεια.>>
Τελικά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια διέρχονται μέσα από την μπαταρία, τι κερδίζουν δυναμική ενέργεια, κινητική ενέργεια ή και τα δύο; Πως την αντιλαμβανόμαστε αυτή τη δυναμική ενέργεια; Ως ενέργεια αλληλεπίδρασης με τα ιόντα του πλέγματος και τα ελεύθερα ηλεκτρόνια; Σαν μια εν δυνάμει δυνατότητα μεταβίβασης ενέργειας των ηλεκτρονίων γενικά; Θα ήθελα μια βοήθεια σε αυτό.
O Young πάλι βλέπω μιλάει γενικά για ηλεκτρική ενέργεια και αποφεύγει (;) να μιλήσει ειδικά για ενέργεια των ελεύθερων ηλεκτρονίων.πχ στην 26.5 μιλώντας για αντιστάτη <<…….Στην περίπτωση αυτή το δυναμικό στο α είναι πάντοτε μεγαλύτερο από ό,τι στο b. Το ρεύμα εισέρχεται στον ακροδέκτη της διάταξης με το υψηλότερο δυναμικό και η Εξ. (26-20) παριστάνει τον ρυθμό μεταφοράς ενέργειας προς το στοιχείο κυκλώματος.Τι γίνεται η ενέργεια αυτή; Τα κινούμενα φορτία συγκρούονται με άτομα στον αντιστάτη και μεταφέρουν μέρος της ενέργειάς τους στα άτομα αυτά, αυξάνοντας έτσι την εσωτερική θερμοδυναμική) ενέργεια του υλικού. Είτε η θερμοκρασία του αντιστάτη αυξάνει ή κάποια ροή θερμότητας εγκαταλείπει τον αντιστάτη ή και τα δύο….>>
Άρα απ΄ οτι καταλαβαίνω ακολουθώντας τον Young είναι καλύτερο να αποφεύγουμε κατά τη διδασκαλία να μιλάμε για ενέργεια των ελεύθερων ηλεκτρονίων κινητική ή δυναμική δηλαδή για ενέργεια ηλεκτρικού ρεύματος . Μιλάμε για ηλεκτρική ενέργεια μένουμε στη μεταφερόμενη ενέργεια από την πηγή στο κύκλωμα ή για την ενέργεια που μεταφέρεται σε ένα στοιχείο του κυκλώματος από το υπόλοιπο κύκλωμα. Για ηλεκτρικό έργο δηλαδή. Τα λέω καλά;Προσπαθώ και εγώ να καταλάβω.Απευθύνομαι σε μαθητές γυμνασίου αλλά ρωτάω και γενικότερα.Ευχαριστώ για το χρόνο σας.
![]()
Γιάννη καλό μεσημέρι.Γενικα δύσκολο,κομμάτι, ειδικά για μαθητές γυμνασιου. Εγώ προσωπικά κάνοντας ένα εισαγωγικό μάθημα στην ενέργεια τους μιλάω για κάποιες “μορφές” ενέργειας που εμφανίζονται μόνο στην περίπτωση όπου έχω μεταφορά ενέργειας (έργο,θερμότητα κλπ) Εκεί κατατάσσω και την ηλεκτρική ενέργεια. Προσπαθωντας να χρησιμοποιω αναλογιες σε αυτο το κεφαλαιο,σε αυτη την ενοτητα χρησιμοποιω μια ωραια προσομοιωση με ενα χειροκινητο νερομυλο.Δεν μιλάω καθόλου για κινητικές δυναμικές ενέργειες των ηλεκτρονιων, άλλωστε ο μικρόκοσμος αν δε κάνω λάθος είναι εκτός ύλης στην αντίστοιχη παράγραφο. Δεν ξέρω και εγώ δυσκολεύομαι πολύ σε αυτό το κομμάτι.
Ευχαριστώ πολύ Γρηγόρη. Ναι είναι δύσκολο κομμάτι όπως γενικά όλο το κεφάλαιο 3. Το μηχανικό ανάλογο που έχει ο Ανδρέας Κασσέτας http://users.sch.gr/kassetas/zzzzzzElectrCurrent4.htm και υπάρχει και στο σχολικό της Β΄λυκείου ίσως βοηθήσει.
Γεια σας Γιάννη και Γρηγόρη.
Ο Ανδρέας ήταν ιδιαίτερα προσεκτικός στις αποδόσεις μεταφραζόμενων όρων.
“Ενέργεια που μεταφέρεται” ή “μεταφορά ενέργειας”;
Το δεύτερο είναι κάτι σαν τη θερμότητα και το έργο.
Το πρώτο το έχει ένα σύστημα (λ.χ. φορτισμένος πυκνωτής). Μέρος της ενέργειας μεταβιβάζεται σε άλλον πυκνωτή αν συνδεθεί με τον πρώτο με καλώδια οπότε θα κυκλοφορήσει ρεύμα σ’ αυτά. Τα καλώδια δεν έχουν ενέργεια.
Δυσκολεύομαι πάρα πολύ σ’ αυτά και τα αποφεύγω σαν το διάολο. Απαιτούν μια κουλτούρα που δεν έχω. Έτσι απλώς άκουγα τον Ανδρέα καταδυόμενο στις λεπτές αυτές διακρίσεις εννοιών.
Στο διά ταύτα μου αρέσει το σχήμα:

Ευχαριστώ Γιάννη. Συμφωνώ για το μηχανικό ανάλογο που χρησιμοποιεί στις διαδικτυακές σημειώσεις του ο Ανδρέας Κασσέτας, βοηθάει πολύ.Τι γνώμη έχεις για την ενέργεια που κερδίζουν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια όταν διέρχονται μέσα απο τη μπαταρία είναι κινητική, δυναμική και τα δύο;Το μηχανικό ανάλογο μας λέει οτι πρόκειται για δυναμική ενέργεια ,δηλαδή αυτό που λένε και οι μαθηματικοί τύποι ορισμού της διαφοράς δυναμικού του Λυκείου. Το βιβλίο της Γ γυμνασίου στον ορισμό της διαφορας δυναμικού στην 2.2 αναφέρεται στο πηλίκο της γενικά της ενέργειας που προσφέρεται απο την πηγή στα ηλεκτρόνια (Εηλ) συνολικού φορτίου q όταν διέρχονται απο αυτή προς το φορτίο q.
Ότι αυξάνεται η δυναμική τους ενέργεια.
Ίσως το βιβλίο του Γυμνασίου δεν μπορεί να κάνει αλλιώς και επιλέγει απλή παρουσίαση της έννοιας “διαφορά δυναμικού”.
Έχω να μπω σε Γυμνάσιο από το 1988-1989. Δεν ξέρω τώρα τι και πως μπορείς να παρουσιάσεις στα παιδιά του Γυμνασίου.
Μια ωραία προσομοίωση…
https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-physics-flexbook-2.0/section/16.2/primary/lesson/electric-current-and-circuits-phys/
Και ένα “μαθημα” από την εξαιρετικά γόνιμη διδακτικά περίοδο του covid. ..
https://drive.google.com/file/d/1fMySLA6sQ0womUBD3FvXdep8CkcCpSgt/view?usp=drivesdk
Γρηγόρη πολύ καλό. Βλέπω έχει και μετάφραση στα ελληνικά.Σε ευχαριστώ πολύ. Θα με βοηθήσει αρκετά.
Γιάννη ευχαριστώ πολύ.
Συγνώμη αλλά είχα ανεβάσει τον σύνδεσμο πριν από κινητό. Ελπίζω τώρα να φαίνονται οι “σοφιστείες” μου
Νομίζω ότι το παρακάτω βίντεο θα βοηθήσει στη συζήτηση
https://www.youtube.com/watch?v=bHIhgxav9LY&ab_channel=Veritasium
Ευχαριστώ Δημήτρη.Μόλις θυμήθηκα μια πρόσφατη ανάρτηση του κύριου Κουμαρά, ΕΔΩ.