זרמים חשמליים Electric Currents עד היום דיברנו על אלקטרוסטאטיקה: מטענים שאינם נעים ויוצרים שדות, פוטנציאליים וכו'. מהיום נדבר על זרמים – מטענים נעים. חשוב:

Slides:



Advertisements
Presentazioni simili
Transienti di carica e scarica di un condensatore
Advertisements

LA CORRENTE ELETTRICA Prof. Roberto Capone.
Corrente elettrica 1 ampere = 1 A = 1 coulomb al secondo = 1 C/s
MISURE DI POTENZA.
Quantità di moto quantità di moto di una particella di massa m che si muove con velocità v: è un vettore la cui direzione e il cui verso sono quelli del.
Misura di capacità e resistenze
Pressione costante ma se si fornisse il calore operando a pressione costante reversibilmente si fornisca reversibilmente la quantita infinitesima di calore.
Sia data una distribuzione volumetrica di cariche elettriche ) le cariche siano in moto entro il volume in presenza di un campo elettrico ed uno magnetico.
ESERCIZIO TIPO Con le coppie Cr2+/Cr (a Cr2+= 0.1) e Pb2+/Pb (a Pb2+=10) costruire una pila ; scrivere la reazione di scarica, e calcolarne la forza.
Energia e potenza nei circuiti elettrici
Potenziali termodinamici
CORRENTE ELETTRICA Laurea in LOGOPEDIA
Corrente elettrica Si consideri una sezione A di un conduttore e sia dq la carica elettrica totale che attraversa la sezione A in un intervallo di tempo.
calcolo e applicazioni
Settima Lezione Differenze finite per equazioni differenziali, la corrente, legge di Ohm, Campo magnetico e forza di Lorentz, Effetto di Hall.
Corrente Elettrica La carica in moto forma una corrente elettrica.
Sensori e loro principio di funzionamento
Case study della stazione di Milano C.le
GRANDEZZE RELATIVE IN PER UNITA’ E PERCENTO
Le grandezze fondamentali dellelettricità sono: la carica elettrica, la corrente elettrica e il voltaggio. La corrente (I) è definita come la quantità
Radiometria e colorimetria
Corrente e resistenza Cap. 27 HRW
N.B. Nella versione on line i files sonori non sono disponibili.
Verifichiamo la quarta equazione di Maxwell
Guida allo studio di Rashi 1. Genesi 21.9 בראשית פרק כא ט
Equazioni di Maxwell nel vuoto
H scarico fondo =h(Q 2 ) h sfioratore =h(Q 2/3 ).
TERMORESISTENZE E TERMISTORI
Programma esame Fondamenti di Elettrotecnica (PRIMA PARTE) Prof : Antonio Luchetta.
CORRENTE ELETTRICA Applicando una d.d.p. ai capi di un filo conduttore si produce un flusso di particelle cariche, cioè una corrente elettrica. Per convenzione,
La corrente elettrica.
Contatore Matteo Beltrami 3^D
1796: ?Pila?. 1797: L’elettrometro condensatore, l’eliminazione dei rivelatori organici, coppie bimetalliche Rilevazione sbilancio del fluido senza la.
La corrente elettrica continua
Circuiti Integrati Digitali - L‘ottica del progettista
מתמטיקה בדידה תרגול 1.
מערכת ההשכלה הגבוהה של ישראל – תמונת מצב לשנת 2005 ד"ר עמי וולנסקי אוניברסיטת תל-אביב
סוגיות מרכזיות בפתוח והוראה של קורס מקוון סוגיות מרכזיות בפתוח והוראה של קורס מקוון ממצאי המחקר תאור הקורס איך מתנהלת הלמידה? איך מתנהלת הלמידה? למה התכוון.
מטח, המרכז לטכנולוגיה חינוכית
1 ampere = C s–1 = C (1.6 10–19 C/elettrone) s–1 =
רומא פרוייקט גמר לדוגמא תומר דמבסקי פרוייקט גמר לדוגמא תומר דמבסקי.
SUMMARY Quadripoles and equivalent circuits RIEPILOGO Quadripoli e circuiti equivalenti RIEPILOGO Quadripoli e circuiti equivalenti.
IL SECONDO VINO Penso spesso alle nozze di Cana. Il primo vino è bellissimo:. è l’innamoramento. Ma non dura fino alla fine:
Elettricità Prof.ssa Angela Grassi
SUMMARY Grounding installations and leakage breakers RIEPILOGO Impianti di terra e interruttori differenziali RIEPILOGO Impianti di terra e interruttori.
Summary Module 1 – Unit 1 (Current, potential difference, resistance) RIEPILOGO Modulo 1 – Unità 1 (Corrente, tensione, resistenza)
Circuiti elettrici - Componenti reali
Elettricità, elettrotecnica, elettronica
Poli magnetici e cariche elettriche Le calamite interagiscono fra loro con forze attrattive o repulsive, che vicino ai poli sono particolarmente intense.
In un conduttore sono presenti degli elettroni liberi di muoversi al suo interno. Tale movimento è dovuto all’agitazione termica delle particelle. Se.
Diagramma di stato Equazione di Clausius-Clayperon Il calore molare di vaporizzazione (ΔH vap ) è l’energia richiesta per vaporizzare 1 mole di un liquido.
Elettromagnetismo. Indice  Introduzione campo elettrico;  Corrente indotta e esperimenti di Faraday;  Flusso concatenato;  Legge Faraday-Neumann;
Corrente elettrica Cariche in movimento e legge di Ohm.
Resistenze in serie F. Bevacqua-S. Alati e in parallelo.
Cenni su circuiti con resistenze per esercitazioni in laboratorio Andrea Ventura Scuola Estiva di Fisica 2016 Dipartimento di Matematica e Fisica “E. De.
L’energia libera di Gibbs, G
Le equazioni di Maxwell
a) b) V I To detection Al electrode Polymer Transparent electrode
GRANDEZZE FISCHE COSA SONO ?.
סימן האש בבית הדפוס של שמואל גרינבאום בפתח-תקווה
santa lucia - palestrina - 14/2/2016
santa lucia - palestrina - 10/4/2016
The Cholinergic System
GRANDEZZE FISCHE COSA SONO ?.
santa lucia - palestrina - 13/3/2016
Corrente elettrica Circuito simbolico
UNITA’ S.I. FONDAMENTALI
Cariche in movimento legge di Ohm Circuiti in DC
Transcript della presentazione:

זרמים חשמליים Electric Currents עד היום דיברנו על אלקטרוסטאטיקה: מטענים שאינם נעים ויוצרים שדות, פוטנציאליים וכו'. מהיום נדבר על זרמים – מטענים נעים. חשוב: בהתקנים חשמליים המטענים הנעים הם אלקטרונים (כלומר, מטען שלילי זורם ממקום למקום). במערכות ביולוגיות (וגם במערכות טבעיות אחרות) לעיתים היונים הם שנעים.

סוללה (battery) : התקן המייצר הפרש פוטנציאל חשמלי קבוע בסוללה ישנה המרת אנרגיה לטובת יצירת הפרש פוטנציאל חשמלי קבוע (בסוללות סטנדרטיות מקור האנרגיה הוא ריאקציות כימיות). לרוב סוללות מורכבות מאוסף של תאים חשמליים (electrical cells), המייצרים כל אחד חלק מהפוטנציאל ממציא הסוללה הראשונה – Alessandro Volta בשנת 1800 (הגיע לרעיון מניתוח צפרדעים)

מהי המשמעות של החזקת הפרש פוטנציאל חשמלי קבוע (1)? במונחים אלקטרוסטאטיים: אם נפעיל מפל פוטנציאל חשמלי חיצוני על מוליך, אלקטרונים במוליך ינועו עד שיווצר במוליך פוטנציאל חשמל הפוך, והפרש הפוטנציאל נטו בתוך המוליך יהיה אפס  הפוטנציאל במוליך קבוע  השדה במוליך יהיה אפס (תתקבל קונפיגורציה אלקטרוסטאטית) V (external potential drop) עודף מטען שלילי עודף מטען חיובי V (induced potential) - +

מהי המשמעות של החזקת הפרש פוטנציאל חשמלי קבוע (2)? במונחים של זרמים: נניח שיש לנו מנגנון להחזיר את האלקטרונים שנעו שמאלה חזרה למקומם – נצליח להחזיק הפרש פוטנציאלים קבוע על המוליך – וכך יהיה בו גם שדה, ולכן גם זרם של מטען. שימו לב: דרוש מסלול סגור במוליך סימון אוניברסאלי לסוללה

מה בעצם עושה הסוללה? חשוב: הסוללה איננה מייצרת מטענים הסוללה "מקפיצה" אלקטרונים אל המצב הפוטנציאלי הגבוה שלהם (ליד הקצה השלילי), ובמוליך הם נעים אל הפוטנציאל הנמוך שלהם (ליד הפוטנציאל החיובי) אנאלוגיה: כדורים נופלים מפוטנציאל גבוה לנמוך (ואולי עושים עבודה בדרך במתקן כלשהוא). ה"סוללה" מחזירה אותם אל הפוטציאל הגבוה. ברור שהדבר כרוך בהשקעת אנרגיה על-ידי הסוללה.

זרם (current) של מטען מסומן ב i- ונמדד לפי כמות המטען העוברת במקום מסויים ליחידת זמן – [i]=charge/time,1Ampere  1C/1s (בספרים רבים מסמנים דווקא ב I -) ניתן להגדיר לזרם כיוון, ומקובל להגדירו לפי תנועת מטען חיובי (כלומר, הכיוון ה"רשמי" של הזרם הוא הפוך לכיוון הזרימה האמיתי – של האלקטרונים). חשוב : המוליך נשאר נייטראלי מבחינה חשמלית – האלקטרונים אמנם נעים, אך צפיפות המטענים החיוביים והשליליים שווה (שימור מטען).

כלומר "כיוון הזרם"

מעגלים חשמליים (electrical circuits) לשם מה לנו להזיז אלקטרונים במעגלים? אנו ממירים את האנרגיה של הסוללה לאנרגיה חשמלית – תנועת המטענים ובתוך המעגל אנו ממירים את האנרגיה החשמלית לאנרגיה מסוג אחר i i הדוגמא הקלאסית: נורת חשמל: "חוט להט" – הוא מתלהט כשעובר בו זרם  החוט החם מקרין אור נראה

הערה על תנועת האלקטרונים במוליך האלקטרונים החופשיים נעים בתוך המוליך בתנועה אקראית (בגלל הטמפרטורה.....) v T כאשר מופעל שדה חיצוני, תנועת האלקטרונים מתאפיינת בסחיפה לפי כיוון השדה – drift velocity, v d v d <<v T (נרחיב על הלוח)

התנגדות סגולית ( Resistivity ) בחומרים – גם במוליכים מצויינים – האלקטרונים הנעים עוברים התנגשויות המקשות עליהם להתקדם לפי השדה החיצוני. "מידת ההתנגשויות" שונה מחומר לחומר ומכונה ההתנגדות הסגולית התנגדות ( Resistance ) עבור עצם (או התקן) נתון "מידת ההתנגשויות" תלוייה הן בצורת העצם והן בחומר ממנו הוא עשוי. היא מכונה ההתנגדות של העצם. עצם בעל התנגדות מכונה נגד (resistor) ההתנגדות קובעת כמה זרם יעבור בנגד בנוכחות מפל מתחים נתון.

חוק אוהם (Ohm’s Law) G.S. Ohm גילה בניסויים שהגדלת המתח על תיל מוליך מביאה להגדלת הזרם לפי המדידות (*) התקבל קשר לינארי בין המתח לזרם, i  V. זוהי דרך להגדרה כמותית של ההתנגדות של התיל, R, R=V/i  V=iR זהו חוק אוהם היחידות של התנגדות מכונות אוהם ומסומנות ב  -. 1  =1V/1A (*) – נכון רק כאשר ההתנגדות איננה תלוייה בזרם; לרוב נכון בקירוב

דוגמא: פנס הנורה בפנס חשמלי קטן מושכת זרם של 300mA מסוללה של 1.5V. מהי ההתנגדות שלה? R=V/i  R=1.5/0.3=5  נניח שכעבור זמן הסוללה נחלשת, ומפל המתח שהיא מייצרת יורדת ל 1.2V -. מהו הזרם בנורה? בהנחה שההתנגדות קבועה i=V/R  i=1.2/5=240mA

הספק ואנרגיה במעגל חשמלי כאשר כמות מטען dq עוברת מפל פוטנציאל V, סך האנרגיה המתקבלת היא dU=Vdq לכן, כדי לקיים מפל פוטנציאל V למשך הזמן שבו עובר מטען dq במערכת יש להשקיע אנרגיה dU. במעגל חשמלי שבו יש זרם i, dq=i  dt (dt הזמן שבו זרם הזרם ) האנרגיה היא dU=V  i  dt ולכן ההספק הוא P  dU/dt=iV להספק יחידות של אנרגיה לזמן, 1Watt=1Joule/1sec; 1Watt (current)=1Volt  1Ampere

הספק ואנרגיה במעגל חשמלי (המשך) הזרם תלוי במפל המתח דרך ההתנגדות V=iR לכן ניסוחים חלופיים למשוואת ההספק הם P=iV=i 2 R=V 2 /R דוגמא : מהי ההתנגדות של פנס של מכונית, הצורך 40W מסוללה של 12V? P=V 2 /R  R=V 2 /P=12 2 /40=3.6  שימו לב – חברת החשמל מחייבת אותנו לפי סך האנרגיה שאנו צורכים, ביחידות של הספק כפול זמן: קילווואט-שעה

תנור חימום חשמלי מושך זרם של 8A משקע המספק מפל פוטנציאל של 220V. מהי ההתנגדות של התנור? R=V/i=27.5  מהו ההספק שצורך התנור? P=iV=8  220=1760W=1.76kW ואם הוא פועל שבוע רצוף, מהו החיוב לחברת החשמל? 1week=168hours, U=1.76  168=295.68kW-hr שימו לב – חברת החשמל מחייבת אותנו לפי סך האנרגיה שאנו צורכים, ביחידות של הספק כפול זמן: קילו-וואט-שעה