Physics 101

[Epitaph]

Λοιπόν φτιάχνω αυτό το θρεντ για ερωτήσεις νούμπικες (και άλλες όμως όχι και τόσο απλές).<br><br>Πρώτη ερώτηση μου.<br><br>Διαβάζοντας και παρακολουθώντας διάφορα ντοκυμανταίρ για τον ηλεκτρισμό, ανέφεραν μεταξύ άλλων πως :<br><br>Α) Η Ένταση του ηλεκτρισμού, μπορεί να ταυτιστεί με το «Πόσα ηλεκτρόνια περιέχει ένας αγωγός (ένα σώμα) για μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή».<br>Β) Η Τάση του ηλεκτρισμού, μπορεί να ταυτιστεί με το «Πόση ταχύτητα ταξιδεύουν τα ηλεκτρόνια από το ένα άκρο του σώματος στο άλλο».<br><br>Όσοι γνωρίζετε για το θέμα συμφωνείτε; Μπορεί κάποιος να εξηγήσει ποια είναι η δουλειά ενός Αντιστάτη; Απ ότι έχω καταλάβει, όσο πιο πολλά Ohm έχει, τόσο πιο πολύ αυξάνει την τάση (ταχύτητα) του ρεύματος.<br><br>Πως γίνεται όμως σε ένα Ηλεκτρικό Κύκλωμα που έχει τάση π.χ. 45Volt , με δύο αντιστάτες,  στα άκρα του 1ου αντιστάτη το ρεύμα να χει τάση («ταχύτητα») 15Volt και στο δεύτερο τάση 30Volt;<br>Θέλω να πω γιατί η τάση του κυκλώματος βγαίνει αθροιστικά και δεν λέμε π.χ. ότι είναι η μέγιστη που έχει (30Volt);<br>Μήπως λοιπόν η τάση δεν είναι το πόσο γρήγορα ταξιδεύει το ρεύμα , αλλά κάτι άλλο;

 

[Northlander]

<img src="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/de/OhmsLaw.svg/150px-OhmsLaw.svg.png" alt="150px-OhmsLaw.svg.png" class="bbcode_img" /><br><br>V=I x R, <br>V: τάση<br>Ι: ένταση<br>R: αντίσταση<br><br>Η αντίσταση με βάση το παραπάνω είναι συντελεστής αναλογίας μεταξύ τάσης-έντασης. Ο Νόμος του Ohm σου λέει ότι τάση και ένταση είναι μεγέθη ανάλογα σε έναν ιδανικό αγωγό.<br><br>Για να απαντήσει κάποιος στις άλλες ερωτήσεις πρέπει να πεις σε τι διάταξη έχεις τους αντιστάτες σου. Δες λίγο και http://www.electronics-tutorials.ws/resistor/res_3.html" class="bbcode_url">εδώ και http://www.electronics-tutorials.ws/resistor/res_4.html" class="bbcode_url">εδώ.

 

[Tony Corvus]

memories  :&#039;(

 

[ccwr]

Στην μηχανική η τάση ταυτίζεται με την πίεση . πιστεύω ότι η λέξη τάση στα ηλεκτρικά έχει αυτό το νόημα γι αυτό λέγεται και διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού. Δεν έχει να κάνει με ταχύτητα. <br><br>Νομίζω πιο σωστά τους διάφορους όρους να προσπαθείς να τους κατανοείς με τον ορισμό τους και όχι από παράπλευρους νόμους που κάνουν συσχετίσεις, όπως ο Ohm. To ηλεκτρικό δυναμικό ορίζεται ως το έργο που παράγεται κατα την μετακίνηση ηλεκτρονικου φορτίου από δεδομένο σημείο ως κάποιο άλλο πολύ απομακρυσμένο. <br><br>Με απλά λόγια η τάση εκφράζει το μέτρο της δύναμης με την οποία τα ηλεκτρόνια έλκονται προς τον ένα πόλο. Σκέψου απλά ότι όταν μιλάμε για κίνηση ηλεκτρονίων μπαίνουμε σε κβαντικά χωράφια, όπου η θέση και η κίνηση δεν έχουν καμία σχέση με το πως τα αντιλαμβανόμαστε στον μακρόκοσμο. Φαντάσου ότι τα ηλεκτρόνια ως προς το σχετικό μήκος των αγωγών κινούνται ελάχιστα..

 

[Epitaph]

Ωραίος ccwr!<br>Τα links που έδωσε ο North, είχαν παραδείγματα πάνω στα κυκλωματα, αλλά από αυτά που διάβασα δεν εξηγούσαν ΦΥΣΙΚΑ το φαινόμενο. Δηλαδή το τι ακριβώς γίνεται.<br>Από αυτό το βίντεο όμως :<br><br>https://www.youtube.com/watch?v=CZgqGTxL9cA<br><br>κατάλαβα ότι η Τάση όσο συναντάει αντιστάτες τελικά ΜΕΙΩΝΕΤΑΙ και δεν αυξάνεται όπως νόμιζα εγώ. Δηλαδή η Τάση που βρίσκουμε για κάθε αντιστάτη είναι στην ουσία η ΜΕΙΩΣΗ ΤΑΣΗΣ και όχι η συνολική τάση που θα χει εκείνη τη στιγμή.<br><br>Επομένως αν έχουμε δυο αντιστάτες σε σειρά, συνολική τάση 64Volt, ένταση 2 Ampere  και από ο ένας είναι 10Ω, και ο άλλος 22Ω, τότε ξεκινώντας από την αρχή το Ρεύμα θα έχει τάση («πίεση») 64Volt. Περνώντας από τον πρώτο αντιστάτη η Μείωση Τάσης θα είναι V = I * R = 2 * 10 = 20Volt. Άρα αφού περάσει το ρεύμα από τον πρώτο αντιστάτη θα χει τάση 64-20=44Volt.<br>Από τον δεύτερο, κάνοντας πάλι πράξεις θα έχει 44Volt μείωση τάσης. Οπότε τελικά 44-44=0 Volt μόλις τελειώσει και από τον τελευταίο αντιστάτη. <br>Από το βίντεο αυτό κατάλαβα γιατί την τάση την ονομάζουμε και διαφορά δυναμικού. Γιατί στο τέλος του κυκλώματος θα χει 0Volt στο άλλο που είναι η αρχή θα χει 64.<br><br>Προκύπτει όμως ένα άλλο ερώτημα. Αφού μετά τον 2ο αντιστάτη η πίεση μηδενίστηκε, πως μπορεί και ταξιδεύει το ήδη υπάρχον ρεύμα; για να κάνει κι άλλους γύρους στο κύκλωμα;

 

[jimmy213]

Ο πρώτος αντιστάτης θα έχει τάση 2*10=20V και ο δεύτερος 2*22=44V όπου 20+44=64V.

 

[ccwr]

Ξέχασε για λίγο τα κυκλώματα.<br><br>Όταν ασκώ δύναμη σε μια μπάλα, ας πούμε την κλοτσάω. Για ένα χρονικό διάστημα χ ασκώ πίεση στην μπάλα (δύναμη προς επιφάνεια) για το χρόνο που το πόδι μου ασκεί πίεση στην μπάλα η μπάλα επιταχύνεται. Όταν το πόδι μου σταματάει να είναι σε επαφή με την μπάλα η μπάλα δεν σταματάει να κινείται, απλά αποκτάει αρνητική επιτάχυνση. Αν θες η μπάλα κρατάει την ενέργεια της κλοτσιάς, η οποία σταδιακά θα αποσβένει (ή καλύτερα θα παίρνει άλλη μορφή από κινητική ενέργεια - θερμική ενέργεια). Η μπάλα θα σταματήσει μετά από χρόνο y αφού έχει χάσει όλη της την κινητική ενέργεια ενέργεια.  <br><br>Τώρα τα ηλεκτρόνια είναι ενέργεια. Όταν ένα ηλεκτρόνιο φορτίζεται(διεγείρεται) κάτω από την επίδραση δυναμικού δεν αποκτάει μεγαλύτερο φορτίο αλλά αλλάζει ενεργειακό επίπεδο τροχιάς(από ένα χαμηλό σε ένα ψηλότερο), η ελευθερώνεται από την πυρηνική έλξη και ταξιδεύει ελεύθερο. Στην συνέχεια μπορεί να αποφορτιστεί από το μεγαλύτερο επίπεδο και να παράξει κάποια ακτινοβολία π.χ. υπέρυθρη (θερμότητα) ή να δεσμευθεί από κάποιο άλλο άτομο. <br><br>Η αντίσταση είναι το αντίθετο της αγωγιμότητας. Αν θες μπορείς να θεωρείς το ρεύμα σαν ένα παχύρρευστο ρευστό. Όταν αυτό το ρευστό συναντάει στοιχείο του κυκλώματος(όλα τα στοιχεία είναι αντιστάσεις) και αναγκάζεται να αλλάξει διεύθυνσης αυξάνονται παράλληλα και οι ηλεκτρονικές αλληλεπιδράσεις, δηλαδή ηλεκτρόνια μεταπιδάνε μεταξύ των ατόμων ή διεγείρονται σε ασταθής ενεργειακές καταστάσεις και όταν επιστρέφουν παράγουν θερμότητα. Όλη αυτή η αυξημένη αλληλεπίδραση αν θες φρενάρει την ροή του ρευστού(κατα μία έννοια μειώνει την επίδραση του δυναμικού) μειώνοντας την αγωγιμότητα ή αυξάνοντας την αντίσταση.<br><br>Υ.Γ. Έτσι τα αντιλαμβάνομαι εγώ, χωρίς να είναι το αντικείμενο μου. Τυχών διορθώσεις σε μορφή ντομάτας είναι πάντα δεχτές.

 

[lucinos]

Δεν ενθουσιάζομαι τόσο με τον συσχετισμό πίεσης-τάσης. Καλύτερα να το συσχετιστεί με κάτι που παραπέμπει πιο άμεσα σε δυναμικό. Οπότε θα σκεφτόμουν το ύψος.<br><br> Δηλαδή ένα κύκλωμα μπορούμε να το σκεφτούμε σαν μια συλλογή μονοπατιών και το δυναμικό είναι το ύψος σε κάθε σημείο τού μονοπατιού. (η διαφορά δυναμικού-τάση είναι η διαφορά ύψους). Αν ακολουθήσουμε μια οποιαδήποτε διαδρομή και επιστρέψουμε στο ίδιο σημείο, τότε όσο θα ανεβούμε, τόσο θα κατεβούμε. <br><br>Τώρα αν παρακολουθήσουμε τον κόσμο (τα φορτία) που κυκλοφορεί στα μονοπάτια η κατάβαση «προσφέρει» έργο (ανεκμετάλλευτο σε μια αντίσταση θα γίνει θερμότητα) ενώ για την ανάβαση απαιτείται έργο (πχ ΗΕΔ).<br><br>Επίσης στα μονοπάτια υπάρχουν συγκεκριμένοι μόνο χώροι διαμονής. Ο κάθε ταξιδιώτης που μετακινείται από το ένα σημείο στο άλλο θα πρέπει κάποιος άλλος να πάρει την θέση του από εκεί που φεύγει και εκεί που φτάνει να φύγει κάποιος. Έτσι αν παρατηρήσουμε ένα οποιοδήποτε σημείο θα πρέπει όσοι φεύγουν τόσοι να έρχονται πάντα (το άθροισμα όλων τών ρευμάτων να είναι 0)<br><br>@ccwr<br>Για φυσική ημιαγωγών χωρίς πλάκα, δες αυτό:<br>http://britneyspears.ac/lasers.htm

 

[ccwr]

Πολύ εύστοχη η αναλογία σου! Απλά χρησιμοποίησα την μηχανική τάση για να εξηγήσω την τάση, γιατί νομίζω ότι έτσι αντιλαμβάνεται κάποιος εννοιακά που οδηγεί ο όρος. Η έννοια του τασικού πεδίου ας πούμε είναι εξαιρετικά κοντά στο ηλεκτρικό δυναμικό... anyway.<br><br>Καλά φαίνεται να τα λέει η expert. Με την πρώτη ευκαιρία θα μελετήσω  <img src="/smile.gif" width="" height="" alt="" title="" class="bbcode_smiley" />

 

[Epitaph]

Λοιπόν ας επιμείνω σε μια ερώτηση η οποία δεν νομίζω πως απαντήθηκε!<br><br>Σε ένα κύκλωμα, ας πούμε με αντιστάτες σε σειρά. Ο ένας έχει διαφορά δυναμικού 4V και ο άλλος 8V. Οπότε το κύκλωμα συνολικά έχει διαφορά δυναμικού 12V.<br>Πως λοιπόν αφού το κύκλωμα πια δεν έχει έχει "πίεση" ή αυτή την δύναμη τέλος πάντων που είχε, θα κάνει το φορτίο να ταξιδέψει στο τέλος του κυκλώματος για να ξαναπάει στην αρχή; <br><br>Επίσης όταν επαναφορτίζουμε μια μπαταρία, τι ακριβώς γίνεται; Ή τέλος πάντων πως πεθαίνουν οι μπαταρίες; Χάνεται το φορτίο ή χάνεται η τάση;

 

[omen]

[Panellinies mode ON]<br>[Trauma trojan installed]<br>[Memory glitch in place]<br><br><blockquote><br>Επίσης όταν επαναφορτίζουμε μια μπαταρία, τι ακριβώς γίνεται; Ή τέλος πάντων πως πεθαίνουν οι μπαταρίες; Χάνεται το φορτίο ή χάνεται η τάση;<br></blockquote><br><br>Στο τέλος μάλλον χάνεται η διαφορά δυναμικού μέσα στη μπαταρία, για λόγους που έχουν να κάνουν με τη χημεία των υλικών που την προκαλούν.<br><br>[Puke nuke ACTIVE]

 

[lucinos]

<blockquote><br>Λοιπόν ας επιμείνω σε μια ερώτηση η οποία δεν νομίζω πως απαντήθηκε!<br><br>Σε ένα κύκλωμα, ας πούμε με αντιστάτες σε σειρά. Ο ένας έχει διαφορά δυναμικού 4V και ο άλλος 8V. Οπότε το κύκλωμα συνολικά έχει διαφορά δυναμικού 12V.<br>Πως λοιπόν αφού το κύκλωμα πια δεν έχει έχει "πίεση" ή αυτή την δύναμη τέλος πάντων που είχε, θα κάνει το φορτίο να ταξιδέψει στο τέλος του κυκλώματος για να ξαναπάει στην αρχή; <br></blockquote><br>Αυτός είναι ο ρόλος τής «πηγής». Η πηγή ακριβώς αυτό που κάνει είναι να πιάνει τα φορτία και να τα σηκώνει σε ψηλότερο δυναμικό κόντρα σε αυτό που θέλουν να κάνουν δηλαδή να κατρακυλήσουν. Στις αντιστάσεις μπορούν μόνο να κατατρακυλάνε. Φυσικά για αυτό το σήκωμα πρέπει να ξοδευτεί ενέργεια.<br><br>(Αν έχεις μόνο αντιστάσεις χωρίς πηγή τότε δεν μπορείς να έχεις ρεύμα, και οι διαφορές δυναμικού φυσικά είναι μηδέν αφού σύμφωνα με τον νόμο τού Ωμ, V=I*R)<br><br><blockquote><br>Επίσης όταν επαναφορτίζουμε μια μπαταρία, τι ακριβώς γίνεται; Ή τέλος πάντων πως πεθαίνουν οι μπαταρίες; Χάνεται το φορτίο ή χάνεται η τάση;<br></blockquote><br>Αυτό που κάνουν οι μπαταρίες με τον έναν ή τον άλλον τρόπο είναι να μετατρέπουν χημική ενέργεια σε ηλεκτρική (και όταν τις επαναφορτίζουμε το αντίστροφο, μετατρέπουμε ηλεκτρική ενέργεια σε χημική). Όπως το φαγητό (χημική ενέργεια) το μετατρέπεις σε κίνηση και ανεβαίνεις ανηφόρες. Οπότε δεν μάς απασχολεί πώς ακριβώς δουλεύουν αλλά με κάποιον τρόπο μπορούν να λειτουργούν ως πηγές δηλαδή να πιάνουν τα φορτία και να τα σηκώνουν σε ψηλότερο δυναμικό. Χωρίς χημική ενέργεια όμως δεν μπορείς να σηκώσεις τα φορτία άρα χάνεται η τάση.<br><br>Υπάρχει και στοιχείο που μαζεύει φορτία σε διαφορά δυναμικού και δεν έχει σχέση με χημεία. Αυτό λέγεται πυκνωτής και όχι μπαταρία.

 

[Chosen Undead]

<blockquote><br>memories  :&#039;(<br></blockquote><br><br>Αυτό ακριβώς. Κάποτε φτιάχναμε και κυκλώματα :&#039;(

 

[Northlander]

<blockquote><br>Επίσης όταν επαναφορτίζουμε μια μπαταρία, τι ακριβώς γίνεται; Ή τέλος πάντων πως πεθαίνουν οι μπαταρίες; Χάνεται το φορτίο ή χάνεται η τάση;<br></blockquote><br><br>Epitaph, η βασική αρχή λειτουργίας της μπαταρίας περιγράφεται στην ηλεκτροχημεία του λυκείου. <br><br><span class="bbcode_spoiler"><img src="http://users.sch.gr/xbalasi/electrochem/sect03/imgs/galv_stoix03.jpg" alt="galv_stoix03.jpg" class="bbcode_img" /></span><br><br>Επεξηγηματικά, έχεις δύο ηλεκτρόδια διαφορετικών υλικών τα οποία τα εμβαπτίζεις σε χημικό ηλεκτρολύτη (διάλυμα άλατος - στην εικόνα το ρόλο αυτόν τον έχει το νιτρικό νάτριο). Από την εικόνα βλέπεις ότι όταν κλείσεις το κύκλωμα έχεις δύο αυθόρμητες αντιδράσεις όπου το ένα ηλεκτρόδιο πάντα θα "χάνει" στέρεα φάση και το ένα πάντα θα "κερδίζει". Αν αφήσεις για αρκετή ώρα το παραπάνω κύκλωμα το ηλεκτρόδιο-δότης του ψευδαργύρου θα υποστεί το λεγόμενο "flaking" (θα χάσει υλικό, αφού θα έχει μετατραπεί σε ιόν στην υδάτινη φάση) ενώ το ηλεκτρόδιο χαλκού θα αποκτήσει επιπλέον όγκο (θα έχει μορφή όπως τα ρινίσματα σιδήρου σε μαγνητικό πεδίο). Αυτήν την απλή διάταξη την έχουν τροποποιήσει και βελτιστοποιήσει σε αυτό που έχεις συνηθίσει. <span class="bbcode_spoiler"><img src="http://5dim-pyrgou.ilei.sch.gr/energy/foto/electr/batery.gif" alt="batery.gif" class="bbcode_img" /></span><br><br>Εν τέλει αν καταφέρεις να δεις μπαταρία να "σκάει" ή να έχει διαρροή βλέπεις αυτήν την τελική κατάσταση όπου το ένα ηλεκτρόδιο (πόλος) έχει γεμίσει. Από τη στιγμή που έχει φθαρεί το ένα ηλεκτρόδιο, δεν έχεις δότη για να δημιουργήσει επιπλέον ηλεκτρόνια και επομένως διαφορά δυναμικού, επομένως δεν έχεις ρεύμα.<br><br>Όπως είπε ο lucinos οταν κάνεις επαναφόρτιση μπορείς να ανιστρέψεις τις εξισώσεις προς την αντίθετη κατεύθυνση και πρακτικά να ανανεώσεις τα ηλεκτρόδια. Από χημικής πλευράς υπάρχουν συγκεκριμένα στοιχεία που επιτρέπουν αυτήν την αντιστρεπτή αντίδραση (δεν το κάνουν όλα).<br>

 

[Epitaph]

Ευχαριστώ όλους για τις απαντήσεις και για τις φωτογραφίες (ήταν κατατοπιστικές αν και στην αρχή χάθηκα στην πρώτη).<br><br>Και άρα καταλήξαμε ότι η πηγή, πίανει ότι «ψόφιο φορτίο» υπάρχει (μηδενικής τάσης δηλαδή) και το φέρνει πάλι κοντά της για να του δώσει τη νέα ώθηση!<br>Σας ευχαριστώ και πάλι!<br><br> :vaultboy:

 

[Northlander]

Όχι, αλλά οκ.

 

[Epitaph]

λολ

 

[Epitaph]

Λοιπόν, για να δω τώρα αν τα κατάλαβα καλά.<br><br>Ο τύπος της ατμοσφαιρικής πίεσης είναι <br>p = ρ * g * h<br>Δηλαδή η ατμοσφαιρική πίεση ισούται με την πυκνότητα του υλικού επί την επιτάχυνση της βαρύτητας επί το ύψος από την «επιφάνεια» που μετράμε.<br>Αν σκεφτούμε λοιπόν πως η ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια της θάλασσας είναι 101325 Πασχάλια, τότε μπορούμε να βρούμε το ύψος από το οποίο αρχίζει αυτή η μέτρηση.<br>Δηλαδή h = p/(g*ρ) = 101.325 / 1,3 = 77.942,31m<br><br>Δηλαδή σε ύψος 78 περίπου χιλιομέτρων δεν υπάρχει καθόλου ατμοσφαιρική πίεση. Σωστά φίλτατοι εν χριστώ αδελφοί μου;

 

[lucinos]

<blockquote><br>Λοιπόν, για να δω τώρα αν τα κατάλαβα καλά.<br><br>Ο τύπος της ατμοσφαιρικής πίεσης είναι <br>p = ρ * g * h<br>Δηλαδή η ατμοσφαιρική πίεση ισούται με την πυκνότητα του υλικού επί την επιτάχυνση της βαρύτητας επί το ύψος από την «επιφάνεια» που μετράμε.<br>Αν σκεφτούμε λοιπόν πως η ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια της θάλασσας είναι 101325 Πασχάλια, τότε μπορούμε να βρούμε το ύψος από το οποίο αρχίζει αυτή η μέτρηση.<br>Δηλαδή h = p/(g*ρ) = 101.325 / 1,3 = 77.942,31m<br><br>Δηλαδή σε ύψος 78 περίπου χιλιομέτρων δεν υπάρχει καθόλου ατμοσφαιρική πίεση. Σωστά φίλτατοι εν χριστώ αδελφοί μου;<br></blockquote><br>προφανώς όχι, βαριέμαι και να ελέγξω τον υπολογισμό σου αλλά παραδόξως δεν έπεσες και πολύ έξω. Από κάθε πρακτική άποψη το όριο τού διαστήματος είναι στα 100 χιλιόμετρα<br><br>https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_pressure<br>https://en.wikipedia.org/wiki/K%C3%A1rm%C3%A1n_line

 

[Epitaph]

χμμμ, και γω δεν ήμουν αρκετά ακριβής μιας και η επιτάχυνση της βαρυτητας είναι ίση με 9,81 m/s^2. Επομένως κάνοντας την διόρθωση βγαίνει πως το υψόμετρο που αρχίζει να υπάρχει ατμοσφαιρική πίεση είναι 79.452 μέτρα περίπου. Πάλι μεγάλη διαφορά με τα 100.000m.<br><br>edit : Σκατά. Ο αέρας λέει δεν έχει σταθερή πυκνότητα σε οποιοδήποτε υψόμετρο. Επομένως δεν μπορούμε να το πάρουμε ως σταθερο. Εγώ πήρα ότι είχε πυκνότητα = 0,13kg/m^3 όπως έγραφε μέσα ένα βιβλίο. Αλλά τελικά ο αέρας που αναπνέουμε στην επιφάνεια είναι 10 φορές πιο πυκνός.