Το ηλεκτρικό ρεύμα

 Αγωγοί μονωτές και ηλεκτρικό ρεύμα

Σε έναν αγωγό μπορεί να δημιουργηθεί προσανατολισμένη

κίνηση φορτισμένων σωματιδίων.

Στους μεταλλικούς αγωγούς τα σωματίδια που κινούνται

προσανατολισμένα είναι τα ελεύθερα ηλεκτρόνια.

Λέμε τότε ότι ηλεκτρικό ρεύμα διαρρέει τον αγωγό.

     Τα ηλεκτρόνια δεν κινούνται με την ίδια ευκολία σε όλους τους αγωγούς,
     για παράδειγμα, σ’ ένα χάλκινο σύρμα κινούνται ευκολότερα απ’ ό,τι σ’ ένα
     σιδερένιο σύρμα ίδιων διαστάσεων.
     Λέμε ότι ο χαλκός είναι καλύτερος αγωγός από το σίδηρο.

Στους μονωτές δεν υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια είναι

ισχυρά δεσμευμένα στον πυρήνα.

Κάποια ελάχιστα ελεύθερα ηλεκτρόνια που υπάρχουν με δυσκολία μπορούν
     να δημιουργήσουν ηλεκτρικό ρεύμα.

Ημιαγωγοί ονομάζονται κάποια υλικά τα οποία κάτω από ορισμένες

συνθήκες συμπεριφέρονται άλλοτε ως αγωγοί και άλλοτε ως μονωτές.

Τέτοια υλικά είναι το πυρίτιο και το γερμάνιο.

Ηλεκτρική πηγή και ηλεκτρικό ρεύμα

Η ηλεκτρική πηγή προκαλεί ηλεκτρικό ρεύμα σε έναν μεταλλικό αγωγό.

Σε κάθε ηλεκτρική πηγή υπάρχουν δύο αντίθετα ηλεκτρισμένες
     περιοχές οι οποίες λέγονται ηλεκτρικοί πόλοι.

Μία ηλεκτρική πηγή είναι η μπαταρία.

'Οταν συνδέσουμε τους πόλους μιας μπαταρίας με έναν μεταλλικό αγωγό
     στο εσωτερικό του αγωγού δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο. Το ηλεκτρικό 
     πεδίο ασκεί ηλεκτρική δύναμη στα ελεύθερα ηλεκτρόνια του αγωγού κι 
     αυτά με την επίδραση της δύναμης κινούνται προσανατολισμένα
     από τον αρνητικό προς το θετικό πόλο.

Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος

Ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που διαρρέει έναν αγωγό ορίζεται ως 
      το πηλίκο του φορτίο που διέρχεται από μία διατομή του αγωγού
      σε χρόνο t προς το χρόνο αυτό

Στη γλώσσα των μαθηματικών  γράφεται ως εξής:

I = qt

 

     Μονάδα μέτρησης της έντασης είναι το 1Α (αμπέρ) ( στο S.I.)

Πολλαπλάσια : το κίλοαμπέρ           1 ΚΑ=10³ Α

Υποπολλαπλάσια:  το μιλιαμπέρ     1 mA=10^-3 A
                                    το μικροαμπέρ  1 μΑ=10^-6 Α

Όργανο μέτρησης της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος: αμπερόμετρο
     Το αμπερόμετρο συνδέεται με τρόπο που το ηλεκτρικό ρεύμα να διέρχεται 
     μέσα από αυτό. Αυτός ο τρόπος σύνδεσης λέγεται σύνδεση σε σειρά.

Η φορά του ηλεκτρικού ρεύματος

 Η πραγματική φορά του ηλεκτρικού ρεύματος είναι η φορά κίνησης
      των ελεύθερων ηλεκτρονίων σ’ ένα μεταλλικό αγωγό.

      Έχει επικρατήσει όμως, για ιστορικούς λόγους, να θεωρούμε ότι
      η φορά του ηλεκτρικού ρεύματος ταυτίζεται με τη φορά κίνησης θετικών       
      φορτίων αν αυτά κινούνταν κατά μήκος των αγωγών.

  Η φορά κίνησης των θετικών φορτίων σ’ έναν αγωγό
       ονομάζεται συμβατική φορά του ηλεκτρικού ρεύματος.

 

 Αποτελέσματα ηλεκτρικού ρεύματος

Θερμικά αποτελέσματα: Το ηλεκτρικό ρεύμα προκαλεί τη θέρμανση
      των σωμάτων τα  οποία διαρρέει.
      Παράδειγμα  ο θερμοσίφωνας, η ηλεκτρική κουζίνα, οι θερμοσυσσωρευτές.

– Ηλεκτρομαγνητικά αποτελέσματα: Οι αγωγοί που διαρρέονται από
     ηλεκτρικό ρεύμα δημιουργούν γύρω τους μαγνητικά πεδία.
     Έτσι μπορούν και αλληλεπιδρούν με σιδερένια υλικά, μαγνήτες
     ή και μεταξύ τους, ασκώντας μαγνητικές δυνάμεις.
      Π.χ. οι  ηλεκτρομαγνητικοί  γερανοί , οι αυτόματοι διακόπτες, 
      οι ηλεκτροκινητήρες,με τους οποίους κινούνται τα ηλεκτρικά τρένα
      και λεωφορεία, λειτουργούν τα ηλεκτρικά ψυγεία,
      ο εκκινητής (μίζα) του αυτοκινήτου κ.λπ.

– Χημικά αποτελέσματα: Όταν ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται διαμέσου
        χημικών ουσιών, προκαλεί χημικές μεταβολές.
        Εκμεταλλευόμαστε τα χημικά φαινόμενα που προκαλεί το ηλεκτρικό ρεύμα
        στην κατασκευή των ηλεκτρικών μπαταριών, των συσσωρευτών
        ηλεκτρικής ενέργειας, στην παρασκευή χημικών στοιχείων, όπως νατρίου,
       υδρογόνου, αλουμινίου κ.λπ.

– Φωτεινά αποτελέσματα: Σε κάποιες περιπτώσεις το ηλεκτρικό ρεύμα

   προκαλεί την εκπομπή φωτός είτε λόγω αύξησης της θερμοκρασίας
        (λαμπτήρας πυράκτωσης) είτε λόγω της διέλευσής του από αέρια
        (λαμπτήρας φθορισμού).