Tι ακριβώς είναι το ηλεκτρικό ρεύμα; Απαντά και εξηγεί η Φυσικός Λία Καραμπατέα.

147 Views
Tι ακριβώς είναι το ηλεκτρικό ρεύμα; Απαντά και εξηγεί η Φυσικός Λία Καραμπατέα. Tι ακριβώς είναι το ηλεκτρικό ρεύμα; Απαντά και εξηγεί η Φυσικός Λία Καραμπατέα.

 Έχετε αναρωτηθεί… τι ακριβώς  είναι το ηλεκτρικό ρεύμα; …και δεν εννοώ το λογαριασμό που πληρώνουμε στη ΔΕΗ, που πλέον περιλαμβάνει χίλιες δυο άλλες πληρωμές πέραν του ρεύματος που καταναλώνουμε…! Καθημερινά, από την ώρα που θα ξυπνήσουμε μέχρι την ώρα που θα κοιμηθούμε, σχεδόν ό,τι κι αν κάνουμε χρειάζεται ηλεκτρικό ρεύμα. Κατά πόσο γνωρίζουμε όμως τι είναι πράγματι ο ηλεκτρισμός και πώς δουλεύει…;

Tι ακριβώς είναι το ηλεκτρικό ρεύμα; Απαντά και εξηγεί η φυσικός Λία Καραμπατέα.
Ένας απλός ορισμός που βρίσκει κανείς ακόμη και στη Wikipedia, είναι ο εξής: Ηλεκτρικό ρεύμα είναι η προσανατολισμένη κίνηση ηλεκτρικών φορτίων ή φορέων ηλεκτρικού φορτίου, κατά μήκος ενός ηλεκτροφόρου αγωγού.
Ο ηλεκτρισμός σαν γνώση ήταν υπαρκτός από την αρχαιότητα, όταν ο Θαλής ο Μιλήσιος είχε παρατηρήσει την έλξη ελαφριών αντικειμένων από κεχριμπάρι (ήλεκτρο), όταν το τελευταίο είχε τριφτεί με κάποιο ύφασμα. Ωστόσο, την ηλεκτρική ενέργεια, δεν έχει παρά ούτε 200 χρόνια που εκμεταλλευόμαστε στην καθημερινότητά μας.
Λέγοντας ηλεκτρικό φορτίο, αναφερόμαστε στα ηλεκτρισμένα σωματίδια, είτε θετικά είτε αρνητικά φορτισμένα. Πουθενά δε γίνεται να δημιουργηθεί μόνο το ένα από τα δύο, και το συνολικό φορτίο πάντα παραμένει σταθερό σαν ποσότητα. Όταν λοιπόν συσχετίζουμε το ηλεκτρικό ρεύμα με την κίνηση τέτοιων φορτίων, προϋποθέτεται η ύπαρξη αυτών των σωματιδίων.
Τα σωματίδια αυτά δεν είναι εφικτό να υπάρξουν και να κινηθούν με την ίδια ευκολία διαμέσου κάθε σώματος. Υπάρχουν κάποια σώματα που (έχοντας αρκετά ελεύθερα ηλεκτρόνια), επιτρέπουν τη διέλευση αυτών των φορτίων, επομένως τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος, και είναι οι αγωγοί.
Υπάρχουν τα σώματα που (στερούμενα ελεύθερων ηλεκτρονίων) δεν επιτρέπουν αυτή τη διέλευση και είναι μονωτές. Υπάρχει και η κατηγορία σωμάτων μιας μέσης κατάστασης (με λίγα ελεύθερα ηλεκτρόνια) και είναι οι ημιαγωγοί. Οι αγωγοί είναι κυρίως (αλλά όχι μόνο) τα μέταλλα (π.χ. αλουμίνιο), είναι όμως και το έδαφος αλλά και το ανθρώπινο σώμα. Μονωτές είναι τα πλαστικά, το γυαλί, το καουτσούκ αλλά και ο ξηρός αέρας (σε αντίθεση με τον υγρό, ο οποίος άγει). Είναι λογικό τα σωματίδια που κινούνται κατά μήκος ενός αγωγού να παράγουν θερμότητα, η οποία παίζει καθοριστικό ρόλο στη συμπεριφορά των σωμάτων, για παράδειγμα καθορίζοντας τις ακριβείς ιδιότητες του κάθε ημιαγωγού.
Ήδη μέχρι τώρα λοιπόν έχουμε καταλάβει γιατί τα καλώδια είναι χάλκινα, αλλά και γιατί είναι πιο πιθανό να μας χτυπήσει το ρεύμα όταν περπατάμε με γυμνά πόδια.
Τα δύο πιο απλά παραδείγματα με τα οποία ασχολείται πρώτα κανείς για να κατανοήσει την κίνηση και λειτουργία του ρεύματος είναι αυτό της μπαταρίας αλλά και η λάμπα που συνδέεται σε κύκλωμα και ανάβει. Αρκετά παλιότερα, ο τρόπος για να παράγει κάποιος φως ήταν η φωτιά. Στην ουσία, κάτι τέτοιο κάνει και η κλασική λάμπα πυρακτώσεως. Διαθέτει στο εσωτερικό της ένα λεπτό συρματάκι. Το ρεύμα το διαπερνά. Όσο κινείται το ρεύμα, κινούνται οι φορείς του ρεύματος, επομένως συγκρούονται εντόνως τα μικροσωματίδια μεταξύ τους. Αυτό παράγει θερμότητα η οποία λόγω του λεπτού σύρματος, καταλήγει να το κάνει να ακτινοβολεί. (Με την πάροδο του χρόνου, για εξοικονόμηση χρημάτων και ενέργειας, οι λαμπτήρες πυρακτώσεως δίνουν τη θέση τους στους λαμπτήρες φθορισμού, οι οποίοι παράγουν ψυχρό φως, ωστόσο κυκλοφορούν και αρκετοί ισχυρισμοί – όχι αβάσιμοι – σχετικά με την επικινδυνότητά τους. Πιο εξελιγμένα, θα μιλούσε κανείς και για τους λαμπτήρες τύπουLED).

Και τώρα το ηλεκτρικό κύκλωμα, ή με απλά λόγια η κλειστή διαδρομή που ακολουθεί το ρεύμα. Συνδέοντας μια λάμπα με τους δύο πόλους μιας μπαταρίας, έχουμε μια κλειστή διαδρομή, δηλαδή ένα κύκλωμα, και η λάμπα θα ανάψει. Ο λόγος είναι γιατί λόγω της κλειστής διαδρομής τα αρνητικά σωματίδια βρίσκουν τη δίοδο να κινηθούν από τον αρνητικό προς το θετικό πόλο της μπαταρίας. Αν αποσυνδέσουμε τον έναν πόλο, η λάμπα θα σβήσει. Τι κι αν παραμένει συνδεμένος ο άλλος πόλος; Τα σωματίδιά μας δεν έχουν πλέον τον τρόπο να φτάσουν στον άλλο πόλο, οπότε δεν υφίσταται κίνηση ρεύματος. Σας φαίνεται απλό; Σε αυτό το απλό σκεπτικό λοιπόν βασίζεται το οτιδήποτε λειτουργεί με ηλεκτρικό ρεύμα.
Παράδοξο: Έχοντας εξηγήσει λοιπόν τη λειτουργία ενός κυκλώματος, καταλαβαίνετε ότι π.χ. στο φωτισμό του σπιτιού μας, την αναλογία με το συνδέω – ή – όχι τους πόλους με τη λάμπα, παίζει ο διακόπτης στον τοίχο μας. Παρατηρείστε ότι χρησιμοποιούμε τις εκφράσεις«ανοίγω» τα φώτα (για να έχουμε φως) και «κλείνω» τα φώτα (για να σβήσει το φως). Στην ουσία, το ανάποδο συμβαίνει. Πατώντας το διακόπτη, κλείνουμε το κύκλωμα στο οποίο κυκλοφορεί το ρεύμα, βοηθώντας το να φτάσει ως τη λάμπα και να την κάνει να ανάψει. Αντίστοιχα, ξαναπατώντας αντίθετα το διακόπτη, αφήνουμε πλέον το κύκλωμα ανοιχτό, οπότε δε φτάνει ρεύμα στη λάμπα και έτσι το φως σβήνει.
Πιθανότατα σε κάποιο παλιότερο κείμενό μου να το έχω ξανα αναφέρει, καθώς είναι από τις πιο διδακτικές ιστορίες, αλλά σίγουρα δε γίνεται να παραλειφθεί και σήμερα. Ο εφευρέτης του λαμπτήρα πυρακτώσεως είναι ο Αμερικάνος Τόμας Έντισον, με την πρώτη παρουσίαση της εφεύρεσής του στις 31 Δεκεμβρίου 1879. Μέχρι να καταφέρει να κάνει την πρώτη του λάμπα να ανάψει, είχε σημειώσει χιλιάδες (αν όχι περισσότερες) αποτυχημένες προσπάθειες, χωρίς όμως να το βάζει ποτέ κάτω. Έχει μείνει στην ιστορία σαν μεγάλος και δημιουργικός εφευρέτης και όχι σαν αποτυχημένος, ενώ παράλληλα  φημολογείται πως όταν είχε ερωτηθεί πώς ένιωθε για τις προηγούμενες αποτυχίες του, απάντησε πως κάθε άλλο παρά αποτυχημένες προσπάθειες τις ένιωθε. Απλά, γνώριζε πλέον και χιλιάδες τρόπους με τους οποίους δεν γίνεται να ανάψει μια λάμπα…

Φωτογραφικό υλικό




Γραψε το σχολιο σου

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Υπογραμμίζονται τα υποχρεωτικά πεδία *

Γραψε το σχολιο σου στο Facebook

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

τελευταιες αναρτησεις
Η Φωτεινή Δάρρα σ' ένα ρεσιτάλ-κατάθεση ψυχής με τη συνοδεία πιάνου στο θέατρο Κήπου.
Η Φωτεινή Δάρρα σ' ένα ρεσιτάλ-κατάθεση ψυχής με τη συνοδεία πιάνου στο θέατρο Κήπου.
με 0 Σχόλια 473 Views
Η υπέροχη Φωτεινή Δάρρα μαζί με τον εξαιρετικό θεσσαλονικιό μαέστρο και πιανίστα Γιώργο Παπαχριστούδη, έρχονται στην αγαπημένη τους Θεσσαλονίκη για μια μοναδική βραδιά πιάνο φωνή υπό το φως των αστεριών. 

Περισσότερα ...

Web Radio

ΘΕΑΤΡΟΜΑΝΙΑ

Περισσότερη θεατρομανία
ΣΙΝΕΜΑΝΙΑ

Περισσότερη Σινεμανία
ΜΟΥΣΙΚΟΜΑΝΙΑ

Περισσότερη Μουσικόμανία
ΤΕΧΝΗ - ΒΙΒΛΙΟ

Περισσότερα Τέχνη Βιβλίο
ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

Περισσότερη Θεσσαλονίκη


Περισσότερα Της «K» το κάγκελο

Περισσότερη Παράξενη ζωή