Αν θέλετε να φωτίσετε το ψαλίδι σας . . .
1 μπαταρία 4,5 Volt
Καλώδιο
Ψαλίδι
1 μολύβι ξυσμένο και στις δύο άκρες
Μονωτική ταινία
Λαμπάκι με τη βάση
χαρτί, πλαστικά αντικείμενα, μεταλλικά αντικείμενα πχ κέρματα, μαχαιροπίρουνα,μαγειρικά σκεύη, φελλος, πλαστελίνη
Βήματα
1. Καθαρίζουμε τα άκρα από 3 καλώδια για να μπορούμε να κάνουμε τις συνδέσεις.
2. Φτιάχνουμε το κύκλωμα της φωτογραφίας. Τοποθετούμε το ψαλίδι στα άκρα του κυκλώματος. Τι παρατηρούμε; Δοκιμάσουμε όλα τα υλικά που έχουμε μαζέψει και σημειωνουμε αν ανάβει ή οχι το λαμπάκι.
3. Τοποθετούμε ένα μολύβι που έχουμε ξύσει στις δύο άκρες του. Τι παρατηρούμε; Δοκιμάζουμε και με μύτη μηχανικού μολυβιού. Τι παρατηρουμε οταν μετακινουμε το ενα καλώδιο πάνω στη μύτη του μολυβιού; Γιατί;
4. Φτιάχνουμε έναν πίνακα με τους καλούς και με τους κακούς αγωγούς του ηλεκτρισμου και δοκιμάζουμε όλα τα υλικά που υπάρχουν στο δωμάτιό μας και στον ευρύτερο χώρο.
Και λίγη περισσότερη φυσική . . .
Το λαμπάκι ανάβει γιατί όταν ακουμπάμε τα δύο ελεύθερα καλώδια στο ψαλίδι, το κύκλωμα κλείνει. Το μεταλλικό τμήμα του ψαλιδιού είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού και έτσι επιτρέπει τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος. Η παραπάνω διάταξη μας επιτρέπει να ερευνήσουμε ποια υλικά είναι καλοί και ποια κακοί αγωγοί του ηλεκτρισμού. Ο γραφίτης είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού και έτσι το λαμπάκι μας ανάβει.
Ηλεκτρικό ρεύμα
 |
| Σχηματική παράσταση της ροής ηλεκτρονίων μέσα σε έναν αγωγό. NOESIS |
Όλα τα υλικά σώματα αποτελούνται από άτομα. Κάθε άτομο με τη σειρά του αποτελείται από έναν πυρήνα, γύρω από τον οποίο περιστρέφονται μικροσκοπικά σωματίδια που λέγονται ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια διαθέτουν αρνητικό φορτίο, που εξισορροπείται από το θετικό φορτίο του πυρήνα.
Σε ορισμένα υλικά που λέγονται μέταλλα, ο πυρήνας δεν μπορεί να συγκρατήσει τα ηλεκτρόνια σταθερά στην τροχιά τους κι έτσι αυτά περιφέρονται ελεύθερα στο εσωτερικό του υλικού. Σε συνηθισμένες συνθήκες, η κίνηση τους γίνεται τυχαία, αν όμως εφαρμοστεί μια διαφορά δυναμικού στα άκρα του υλικού, τότε τα ηλεκτρόνια, μιας και είναι αρνητικά φορτισμένα, έλκονται από το θετικό πόλο της πηγής και επομένως κινούνται όλα μαζί πρός την ίδια κατεύθυνση. Αυτήν την συντονισμένη κίνηση των ηλεκτρονίων την ονομάζουμε ηλεκτρικό ρεύμα.
Γι’ αυτό άλλωστε από τα μέταλλα περνά ηλεκτρικό ρεύμα (αγωγοί), ενώ από άλλα υλικά, όπως το πλαστικό ή το ξύλο που δεν έχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια δεν περνά (μονωτές)
.
Οι πρώτες εφαρμογές του Ηλεκτρισμού
 |
| Ο πρώτος λαμπτήρας πυρακτώσεως που κατασκευάστηκε από τον Έντισον. |
Ο Αμερικανός εφευρέτης Έντισον (Thomas Alva Edison) έθεσε ηλεκτρισμό και μαγνητισμό σε πρακτικές εφαρμογές στην τηλεγραφία, την τηλεφωνία αλλά κυρίως στο φωτισμό και τη μεταφορά ισχύος.
Το πρώτο έγινε με μια ιστορικής σημασίας εφεύρεση. Το 1874 ο Έντισον βρήκε τρόπο να διατηρεί τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα καρβουνιασμένο νήμα που βρισκόταν μέσα σε μια γυάλινη αμπούλα χωρίς αέρα. Το ηλεκτρικό ρεύμα θέρμαινε το νήμα ώσπου αυτό ακτινοβολούσε λευκό φως (λευκοπυρωνόταν). Η συσκευή ονομάστηκε ηλεκτρικός λαμπτήρας.
Πολύ σημαντική ήταν η συμβολή του Έντισον και στην ανάπτυξη της μεγάλης κλίμακας διανομής ηλεκτρισμού σε εργοστάσια, γραφεία και σπίτια.
Οι δύο πρώτοι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας του Έντισον στο Λονδίνο και την Νέα Υόρκη έδωσαν το 1882 για πρώτη φορά φως στους καταναλωτές.
Η πιο σημαντική ίσως εφαρμογή του ηλεκτρισμού είναι ο ηλεκτρικός λαμπτήρας. Ο φωτισμός στις μέρες μας είναι τόσο απλός, όσο το πάτημα ενός διακόπτη.
Σήμερα κυκλοφορούν πλέον διάφορα είδη λαμπτήρων: οι λαμπτήρες φθορισμού, πυράκτωσης, αλογόνου, ατμών νατρίου κ.α.
Οι πλέον συνηθισμένοι είναι οι λαμπτήρες πυράκτωσης. Αυτοί έχουν ένα λεπτό νήμα από βολφράμιο, το οποίο θερμαίνεται από ηλεκτρικό ρεύμα μέχρι να αρχίσει να ακτινοβολεί λευκό φώς (λευκοπύρωση). Το νήμα βρίσκεται μέσα σε ένα γυάλινο δοχείο απ’ το οποίο έχει αφαιρεθεί ο αέρας και στη θέση του έχουμε κάποιο αδρανές αέριο (αργό, άζωτο κ.λ.π). Το αέριο αυτό βοηθά στο να μην καίγεται εύκολα το νήμα.
Υπάρχουν ακόμη κάποιοι λαμπτήρες οι οποίοι στο εσωτερικό τους δεν έχουν αντίσταση (σύρμα), αλλά κάποιο αέριο το οποίο ακτινοβολεί όταν το διαπερνά ηλεκτρικό ρεύμα. Ανάλογα με το είδος του αερίου έχουμε ακτινοβολία με διαφορετικό χρώμα και ο λαμπτήρας λέγεται αντίστοιχα : λαμπτήρας νέου (κόκκινο φώς), λαμπτήρας ατμών νατρίου (έντονο κίτρινο φώς) κ.λ.π.
Διάρκεια πειράματος : 30 λεπτά
Βαθμός δυσκολίας : 1/5
Εφαρμογή : Ε' τάξη Ηλεκτρισμός και Γ' Γυμνασίου Ηλεκτρικά Κυκλώματα
Προσοχή: Όλα τα πειράματα πρέπει να γίνουν με μπαταρίες 4,5 Volt ή 9 Volt.
Μην προσπαθήσετε να εκτελέσετε οποιοδήποτε από τα πειράματα ή τις κατασκευές χρησιμοποιώντας ρεύμα από την πρίζα του σπιτιού σας . Θα πάθετε ηλεκτροπληξία!
