Φυσική (Β Λυκείου Γενικής Παιδείας) - Βιβλίο Μαθητή
2 Στρατηγική επίλυσης προβλημάτων 2 Προβλήματα Επιστροφή στην αρχική σελίδα του μαθήματος
Ερωτήσεις - Δραστηριότητες Εικόνα

1. 

Σημειώστε με (Χ) τη σωστή απάντηση.

Ένα μηχανικό ανάλογο της ηλεκτρικής πηγής είναι:

α) 

ο άνθρωπος που δημιουργεί ροή σφαιριδίων σε σωλήνα

  

β) 

η αντλία

  

γ) 

η διαφορά πίεσης

  

δ) 

η ροή υγρού μέσα σε σωλήνα

  

2. 

Σημειώστε με (X) τη σωστή απάντηση. Av ένα χάλκινο σύρμα διπλωθεί στα δύο, τότε η ειδική του αντίσταση:

α) 

παραμένει σταθερή

  

β) 

διπλασιάζεται

  

γ) 

υποδιπλασιάζεται

  

δ) 

υποτετραπλασιάζεται

  

3. 

Σημειώστε με (X) τη σωστή απάντηση. O νόμος του Ohm για αντιστάτη ισχύει όταν:

α) 

η τάση του είναι σταθερή

  

β) 

η θερμοκρασία του είναι σταθερή

  

γ) 

ο θερμικός συντελεστής αντίστασης είναι σταθερός

  

δ) 

η θερμοκρασία αυξάνεται

  

4. 

Σημειώστε με (X) τη σωστή απάντηση. Av μειώσουμε την αντίσταση μιας ηλεκτρικής θερμάστρας, τότε η ισχύς της:

α) 

μειώνεται

  

β) 

αυξάνεται

  

γ) 

παραμένει σταθερή

  

δ) 

μηδενίζεται

  

5. 

Σημειώστε με (X) τη σωστή απάντηση.

Av η τάση στα άκρα μιας αντίστασης διπλασιάζεται, τότε η θερμότητα που εκλύεται στον ίδιο χρόνο, μεταβάλλεται:

α) 

100%

  

β) 

200%

  

γ) 

300%

  

δ) 

400%

  

6. 

Να σημειώσετε (Σ) στις σωστές και (Λ) στις λανθασμένες προτάσεις.

α) 


H πραγματική φορά του ηλεκτρικού ρεύματος είναι η φορά κίνησης των ελευθέρων ηλεκτρονίων.

  

β) 

H ηλεκτρική πηγή παράγει ηλεκτρικά φορτία.

  

γ) 


H ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος δίνεται από τον τύπο I = q·t και στο S.I. μετριέται σε A.

  

δ) 

H ταχύτητα διολίσθησης ισούται με την ταχύτητα του φωτός.

  

7. 

Να σημειώσετε (Σ) στις σωστές και (Λ) στις λανθασμένες προτάσεις.

α) 

To βολτόμετρο έχει μεγαλύτερη αντίσταση από το αμπερόμετρο.

  

β) 


O 1ος κανόνας του Kirchhoff είναι συνέπεια της αρχής διατήρησης της
ενέργειας.

  

γ) 


To βολτόμετρο συνδέεται στο κύκλωμα παράλληλα, ενώ
το αμπερόμετρο σε σειρά.

  

δ) 


O 2ος Κανόνας του Kirchhoff είναι συνέπεια της αρχής διατήρησης του
φορτίου.

  

8. 

Να σημειώσετε (Σ) στις σωστές και (Λ) στις λανθασμένες προτάσεις.

α) 

Οι όροι «αντιστάτης» και «αντίσταση» ταυτίζονται.

  

β) 

H αντίσταση ενός αγωγού εξαρτάται από τη θερμοκρασία του.

  

γ) 


H ειδική αντίσταση εξαρτάται από τα γεωμετρικά στοιχεία του αγωγού.

  

δ) 

Ένας αντιστάτης έχει αντίσταση 10Ω.

  

9. 

Να κάνετε τις αντιστοιχίσεις μεταξύ των φυσικών μεγεθών και των μονάδων μέτρησης.

1) φορτίο q

●

●

α) W

2) ένταση I

●

●

β) C

3) τάση V

●

●

γ) J

4) ενέργεια W

●

●

δ) A

5) ισχύς Ρ

●

●

ε) V

6) ΗΕΔ Εικόνα

●

    

Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα
 

10. 

Να σημειώσετε (Σ) στις σωστές και (Λ) στις λανθασμένες προτάσεις:

α) 


H μεταβλητή αντίσταση μπορεί να λειτουργήσει και ως ποτενσιόμετρο
και ως ροοστάτης.

  

β) 

To ποντενσιόμετρο είναι ρυθμιστής τάσης.

  

γ) 

O ροοστάτης είναι ρυθμιστής ηλεκτρικού ρεύματος.

  

δ) 

Στο ροοστάτη όλη η μεταβλητή αντίσταση διαρρέεται από ρεύμα.

  

11. 

Ποια αντίσταση είναι μεγαλύτερη, της ηλεκτρικής κουζίνας ή του ηλεκτρικού λαμπτήρα φωτισμού; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

12. 

Ένας αντιστάτης διαρρέεται από ρεύμα.

Να σημειώσετε (Σ) στις σωστές και (Λ) στις λανθασμένες προτάσεις.

α) 

R = IV

  

β) 

P = V·I

  

γ) 

P = V·It

  

δ) 

W = V·I·t

  

13. 

Μια ηλεκτρική θερμάστρα διαρρέεται από ρεύμα.

Να σημειώσετε (Σ) στις σωστές και (Λ) στις λανθασμένες προτάσεις.

α) 



Το ποσό θερμότητας που εκλύει η θερμάστρα στο περιβάλλον ισούται με το ποσό της ηλεκτρικής ενέργειας που απορροφά.

  

β) 



Το ποσό θερμότητας που εκλύει η θερμάστρα στο περιβάλλον είναι ανάλογο με την ένταση του ρεύματος που τη διαρρέει.

  

γ) 

Η ισχύς της θερμάστρας είναι ανάλογη της αντίστασής της.

  

14. 

Μια ηλεκτρική κουζίνα αναγράφει τα στοιχεία «2ΚW, 220V». Ποια τιμή πρέπει να έχει η ασφάλειά της, αν στο εμπόριο υπάρχουν ασφάλειες 1, 2, 4, 6, 8, 10, 15, 25, 35Α;

Σημειώστε με X τη σωστή απάντηση.

α) 

1A

  

β) 

6A

  

γ) 

10A

  

δ) 

25A

  
 

15. 

Να κάνετε τις αντιστοιχίσεις μεταξύ των μεγεθών και των τύπων που αναφέρονται σ' έναν αντιστάτη:

1) τάση

●

●

α) VI

2) ένταση

●

●

β) I2RΔt

3) ενέργεια

●

●

γ) V/I

4) ισχύς

●

●

δ) V/R
   

●

ε) IR

16. 

Οι λάμπες του σπιτιού μας συνδέονται σε σειρά ή παράλληλα; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

17. 

Δύο αντιστάσεις συνδέονται σε σειρά.

Να σημειώσετε (Σ) στις σωστές και (Λ) στις λανθασμένες προτάσεις.

α) 

Rολ = R1 + R2

  

β) 

V = V1·V2

  

γ) 

I = I1 + I2

  

δ) 

V = V1 + V2

  

18. 

Δύο αντιστάσεις συνδέονται παράλληλα. Να συμπληρώσετε (Σ) στις σωστές και (Λ) στις λανθασμένες προτάσεις.

α) 

Rολ =  R1·R2 R1 + R2

  

β) 

V = V1·V2

  

γ) 

I = I1 + I2

  

δ) 

V = V1 + V2

  

19. 

Έχουμε τέσσερις ίδιους αντιστάτες με αντιστάσεις 10Ω. Πώς πρέπει να τους συνδέσουμε, ώστε η ολική αντίσταση της συνδεσμολογίας να είναι:

α) 

40Ω

β) 

2,5Ω

γ) 

10Ω

δ) 

25 Ω

20. 

Σημειώστε με (X) τη σωστή απάντηση.

Τα χαρακτηριστικά μιας ηλεκτρικής πηγής είναι:

α) 

η ηλεκτρεγερτική δύναμη και η ισχύς

  

β) 

η ηλεκτρεγερτική δύναμη και η πολική τάση

  

γ) 

η πολική τάση και η εσωτερική αντίσταση

  

δ) 

η ηλεκτρεγερτική δύναμη και η εσωτερική αντίσταση

  

Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα
 

21. 

Σημειώστε με (X) τη σωστή απάντηση:

Ηλεκτρική πηγή με ΗΕΔ 10V συνδέεται με εξωτερική αντίσταση 8Ω, οπότε η πολική τάση της είναι 8V. H εσωτερική της αντίσταση είναι:

α) 

1Ω

  

β) 

2Ω

  

γ) 

3Ω

  

δ) 

4Ω

  

22. 

Να σημειώσετε (Σ) στις σωστές και (Λ) στις λανθασμένες προτάσεις.

α) 


Όταν μια ηλεκτρική πηγή συνδέεται
σε ηλεκτρικό κύκλωμα έχουμε
παραγωγή ενέργειας από το μηδέν.

  

β) 


H τιμή της ΗΕΔ μιας ηλεκτρικής
πηγής εξαρτάται από τα στοιχεία
του κυκλώματος, που τροφοδοτεί.

  

γ) 

To γινόμενο δίνει την Εικόνα ισχύ της
πηγής.

  

δ) 

Μέσα από την πηγή διέρχονται
ηλεκτρικά φορτία.

  

23. 

Να σημειώσετε (Σ) στις σωστές και (Λ) στις λανθασμένες προτάσεις.

H πολική τάση μιας πηγής είναι ίση με την ΗΕΔ της πηγής, όταν:

α) 

H πηγή δε διαρρέεται από ρεύμα.

  

β) 

H εσωτερική αντίσταση της πηγής
είναι αμελητέα.

  

γ) 

Οι πόλοι της πηγής είναι
βραχυκυκλωμένοι.

  

δ) 

H πηγή συνδέεται με αμπερόμετρο.

  

24. 

Συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα:

 
 

Ψυγείο

Σίδερο

Τηλεόραση

Τάση

(V)

220

220

220

Ένταση

(I)

    

1

 Αντίσταση 

(Ω)

  

110

  

Ισχύς

(W)

110

    
 

25. 

Συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα:

 
 

 P(W) 

 P(KW) 

 t(h) 

 W(KWh) 

 Θερμοσίφωνο 

300

  

1

  

Κουζίνα

2000

  

1

  

Λαμπτήρας

60

  

1

  

Ψυγείο

100

  

1

  

26. 

Συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα:

 

R

Ω

VI
 

A

  
   

Wq

W

    

27. 

Να σημειώσετε με (X) τη σωστή απάντηση. H ένταση του ρεύματος που διαρρέει έναν αγωγό δίνεται από τη σχέση: I = 1 + 2·t (S.I.). To φορτίο που διέρχεται από μια διατομή του αγωγού σε χρόνο Δt = 3s είναι:

α) 

7C

  

β) 

21C

  

γ) 

3C

  

δ) 

12C

  

28. 

Διαθέτουμε τέσσερις αντιστάσεις R1 = 60Ω, R2 = 20Ω, R3 = 20Ω και R4 = 35Ω. Να βρείτε πώς πρέπει να τις συνδέσουμε για να πετύχουμε ολική αντίσταση Rολ = 59Ω.

29. 

Η χαρακτηριστική καμπύλη μιας ηλεκτρικής πηγής συνεχούς ρεύματος V = f(I) φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Να βρείτε την ηλεκτρεγερτική δύναμη της πηγής και την εσωτερική της αντίσταση.

Εικόνα

Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα
 

30. 

Συμπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις.

Τα ελεύθερα …………… ξέφυγαν από την έλξη του …………… και κινούνται …………… προς όλες τις κατευθύνσεις. Τα θετικά ιόντα …………… γύρω από καθορισμένες θέσεις προς όλες τις κατευθύνσεις με πλάτος που …………… με τη θερμοκρασία. Η …………… των μετάλλων οφείλεται στα ελεύθερα ηλεκτρόνια.

31. 

Συμπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις.

Η …………… κίνηση των ελευθέρων ηλεκτρονίων στον …………… αγωγό ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα. Αιτία είναι η …………… . Η φορά κίνησης των ηλεκτρονίων λέγεται …………… φορά του ηλεκτρικού ρεύματος.

32. 

Συμπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις.

Η ένταση του ρεύματος ορίζεται από τον τύπο …………… .

Στο S.I. η ένταση του ρεύματος μετριέται σε …………… .

Η ένταση του ρεύματος εκφράζει το …………… διέλευσης του ηλεκτρικού φορτίου από μια κάθετη διατομή ενός αγωγού.

33. 

Συμπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις.

Ο 1ος κανόνας του Kirchhoff διατυπώνεται ως εξής: Το αλγεβρικό άθροισμα των εντάσεων των ρευμάτων που …………… σ' ένα κόμβο ισούται με το άθροισμα των εντάσεων των ρευμάτων που …………… απ' αυτόν. Είναι συνέπεια της αρχής διατήρησης του …………… .

Ο 2ος κανόνας του Kirchhoff διατυπώνεται ως εξής: Το άθροισμα των διαφορών δυναμικού κατά μήκος μιας …………… διαδρομής σ' ένα κύκλωμα ισούται με …………… .

Είναι συνέπεια της αρχής διατήρησης της …………… .
 

34. 

Συμπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις.

Η αντίσταση ενός αγωγού ορίζεται από τον τύπο …………… . Στο S.I. η μονάδα μέτρησης της αντίστασης είναι το …………… .

Η αντίσταση ενός αγωγού εκφράζει τη …………… που συναντά το ηλεκτρικό ρεύμα όταν διέρχεται μέσα από αυτόν.

Ο ίδιος ο μεταλλικός αγωγός λέγεται …………… .

Η αντίσταση των μεταλλικών αγωγών οφείλεται στις …………… των ελευθέρων ηλεκτρονίων με τα θετικά ιόντα.

35. 

Συμπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις.

Όταν τρεις αντιστάσεις συνδέονται σε σειρά ισχύουν:

α) 

Iολ = ……………

β) 

Vολ = ……………

γ) 

Rολ = ……………

δ) 

Η ολική αντίσταση είναι …………… και από τη …………… .

Όταν τρεις αντιστάσεις συνδέονται παράλληλα ισχύουν.

α) 

Iολ = ……………

β) 

Vολ = ……………

γ) 

Rολ = ……………

δ) 

Η ολική αντίσταση είναι …………… και από τη …………… .

36. 

Συμπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις.

Ανάλογα με τον τρόπο που παρεμβάλλεται στο κύκλωμα η ρυθμιστική (μεταβλητή) αντίσταση λειτουργεί είτε ως ρυθμιστής της τάσης και λέγεται ……………, είτε ως ρυθμιστής του ηλεκτρικού ρεύματος και λέγεται …………… .

Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα
 

37. 

Συμπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις.

Η ισχύς του ηλεκτρικού ρεύματος ορίζεται από τον τύπο …………… .

Στο S.I. η μονάδα μέτρησης της ισχύος είναι το …………… . Για κάθε συσκευή ισχύει ο τύπος …………… . Αν η συσκευή είναι αντιστάτης (ωμική αντίσταση) τότε ισχύουν ακόμη και οι …………… και …………… .

l Kwh είναι η …………… που «καταναλώνει» μια συσκευή ισχύος l Kw όταν λειτουργήσει …………… .

38. 

Συμπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις.

Η ηλεκτρεγερτική δύναμη Εικόνα μιας πηγής δίνεται από τον τύπο …………… και από τον τύπο …………… . Εκφράζει την ανά μονάδα …………… ηλεκτρική ενέργεια, που προσφέρει η πηγή στο …………… ή την ανά μονάδα …………… ηλεκτρική ισχύ, που προσφέρει η πηγή στο …………… . Η …………… αντίσταση της πηγής εκφράζει τη …………… που συναντά το ηλεκτρικό ρεύμα, όταν διέρχεται μέσα από την πηγή.

39. 

Συμπληρώστε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις.

Όταν η δίοδος είναι καλός αγωγός, τότε λέμε ότι είναι …………… πολωμένη. Όταν η δίοδος είναι κακός αγωγός, τότε λέμε ότι είναι …………… πολωμένη. Η δίοδος αποτελείται από δύο διαφορετικούς …………… που βρίσκονται σε στενή επαφή.

40. 

Μπορείτε να κατασκευάσετε ένα απλό κύκλωμα, χρησιμοποιώντας μία μπαταρία «πλακέ» 4,5V, ένα λαμπάκι κανονικής λειτουργίας 4,5V και καλώδια, που στα άκρα τους έχουν κροκοδειλάκια. Πάνω σε ένα κοντραπλακέ διαστάσεων 30cmx30cm περίπου, καρφώνετε τρία καρφάκια Α, Β και για να στερεώσετε το λαμπάκι, όπως φαίνεται στο κύκλωμα της διπλανής εικόνας.

Το ένα καλώδιο συνδέει το θετικό πόλο της πηγής με το καρφάκι Α ή Β και το άλλο συνδέει τον αρνητικό πόλο της πηγής με το καρφάκι Γ. Μπορείτε να ανοίγετε ή να κλείνετε το κύκλωμα βγάζοντας ένα κροκοδειλάκι από τον αντίστοιχο πόλο της μπαταρίας. Μπορείτε επίσης να παρεμβάλλετε ένα διακοπτάκι στο σημείο Δ του καλωδίου και με αυτό να ανοίγετε ή να κλείνετε το κύκλωμα.
 

Εικόνα

41. 

Με ένα βολτόμετρο, μετρήστε την τάση V1 στα άκρα της μπαταρίας, που χρησιμοποιήσατε στην προηγούμενη δραστηριότητα, πριν τη συνδέσετε με το λαμπάκι και καταγράψτε την ένδειξη. Μετά μετρήστε την τάση V2 στα άκρα της μπαταρίας, ενώ το κύκλωμα είναι κλειστό (το λαμπάκι, ανάβει) και σημειώστε την ένδειξη. Τι παρατηρείτε; Δικαιολογήστε την απάντηση σας.

42. 

Από το εργαστήριο πάρτε τρεις αντιστάσεις που έχουν διάφορες χρωματικές λωρίδες στην επιφάνειά τους. Με βάση το χρωματικό κώδικα υπολογίστε την αντίστασή τους. Με το πολύμετρο μετρήστε την αντίσταση τους. Τι παρατηρείτε;

43. 

Tι τιμή έχουν οι αντιστάσεις που τα χρώματά τους είναι:

α) 

καφέ, μαύρο, κόκκινο, ασημί

β) 

πορτοκαλί, πορτοκαλί, πράσινο, ασημί

γ) 

κίτρινο, μωβ, καφέ, ασημί

44. 

Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται η καλωδίωση ενός διαδρόμου.

α) 

Να εξετάσετε αν η λάμπά ανάβει.

β) 

Σε ποιους συνδυασμούς θέσεων των διακοπτών ανάβει η λάμπα;

Εικόνα

Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα
 

45. 

Χρησιμοποιώντας μία μπαταρία, δύο λαμπάκια και δύο διακόπτες δύο δρόμων κατασκευάστε το παρακάτω κύκλωμα και συμπληρώστε τον αντίστοιχο πίνακα, θέτοντας 1, όταν το λαμπάκι φωτοβολεί και 0, όταν το λαμπάκι είναι σβηστό.

 

 ΔΙΑΚΟΠΤΕΣ 

 ΛΑΜΠΑΚΙΑ 

Α

Β

Λ1

Λ2

Χ

Χ

    

Χ

Υ

    

Υ

Χ

    

Υ

Υ

    

Εικόνα

46. 

Χρησιμοποιώντας μία μπαταρία, ένα διακόπτη, μια δίοδο και ένα λαμπάκι κατασκευάστε το κύκλωμα (α). Tι παρατηρείτε;

Tι θα παρατηρήσετε αν αντιστρέψετε τη σύνδεση της διόδου;

Εικόνα
 

47. 

To θερμίστορ (thermistor) είναι ένα ηλεκτρονικό στοιχείο, του οποίου η αντίσταση μεταβάλλεται έντονα με τη θερμοκρασία. Χρησιμοποιείτε στα ηλεκτρονικά κυκλώματα ως αισθητήρας αύξησης της θερμοκρασίας. Στον παρακάτω πίνακα αναγράφονται τα αποτελέσματα ενός πειράματος μ' ένα θερμίστορ.

 

θ (oC)

23

37

47

57

65

76

85

90

100

V (V)

5

5

5

5

5

5

5

5

5

I (mA)

15

24

31

37

45

56

67

73

87

R (Ω)

                  

Εικόνα

α) 



Υπολογίστε την αντίσταση για κάθε θερμοκρασία και σχεδιάστε τη χαρακτηριστική καμπύλη I = f(V) για το θερμίστορ.

β) 

Πώς μεταβάλλεται η αντίσταση του θερμίστορ με τη θερμοκρασία;

γ) 






Κατασκευάστε το διπλανό κύκλωμα, το οποίο χρησιμεύει για την προστασία της συσκευής Σ από υπερθέρμανση. Να εξηγήσετε γιατί μία ασυνήθιστη αύξηση της θερμοκρασίας θα κάψει την ασφάλεια και θα διακοπεί η κυκλοφορία του ρεύματος στο κύκλωμα.

Εικόνα
 

Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα
 

48. 

Το φωτοστοιχείο (photocell) είναι ένα ηλεκτρονικό στοιχείο, του οποίου η αντίσταση μεταβάλλεται με την αύξηση της έντασης του φωτός. Χρησιμοποιείται στα ηλεκτρονικά κυκλώματα ως αισθητήρας αύξησής της. Στον παρακάτω πίνακα αναγράφονται τα αποτελέσματα ενός πειράματος με ένα φωτοστοιχείο.

 

Επίπεδο

έντασης

φωτός

1

2

3

4

5

6

7

8

V (V)

5

5

5

5

5

5

5

5

I (mA)

2

2,8

3,3

3,7

3,9

4,1

4,3

4,3

R (Ω)

                
 

α) 



Υπολογίστε την αντίσταση για κάθε επίπεδο έντασης φωτός και σχεδιάστε τη χαρακτηριστική καμπύλη I = f(V) για το φωτοστοιχείο.

β) 


Πώς μεταβάλλεται η αντίσταση του φωτοστοιχείου με το επίπεδο έντασης φωτός;

γ) 


Σχεδιάστε και υλοποιείστε ένα απλό κύκλωμα, στο οποίο θα χρησιμοποιήσετε το φωτοστοιχείο ως αισθητήρα φωτός.

49. 

Εργαστηριακή δραστηριότητα - Ηλεκτρική ασφάλεια

Α. 

Απαιτούμενα όργανα και υλικά:

1. 

Ένα τροφοδοτικό συνεχούς ρεύματος και μεταβλητής τάσης.

2. 

Τέσσερις διακόπτες.

3. 

Σύρμα από χρωμονικελίνη διαμέτρου d = 0,15mm.

4. 

Δύο λαμπτήρες B και Γ με χαρακτηριστικά λειτουργίας 42V/60W.

5. 

Καλώδια σύνδεσης.

6. 

Ηλεκτρική ασφάλεια.

B. 

Εκτέλεση πειράματος

Β1.

1. 

Κατασκευάζουμε το κύκλωμα του παρακάτω σχήματος.

Εικόνα

2. 

Κλείνουμε τους διακόπτες δ και δ1 και ρυθμίζουμε την τάση της πηγής, ώστε ο λαμπτήρας Α των 40W να λειτουργεί κανονικά.
 

3. 

Κλείνοντας τους διακόπτες δ2 και δ3, συνδέουμε παράλληλα στο λαμπτήρα Α τούς άλλους δύο λαμπτήρες Β και Γ των 60W, οπότε έχουμε υπερφόρτιση του κυκλώματος.

Παρατηρούμε ότι …………………………

4. 

Αποκαθιστούμε το κύκλωμα συνδέοντας νέο σύρμα χρωμονικελίνης, με τους διακόπτες δ2 και δ3 ανοικτούς και τους δ και δ1 κλειστούς. Συνδέουμε τα σημεία Κ και Λ του κυκλώματος με ένα καλώδιο, που είναι αγωγός αμελητέας αντίστασης, οπότε έχουμε βραχυκύκλωμα.

Παρατηρούμε ότι …………………………

5. 

Αποκαθιστούμε το κύκλωμα, συνδέοντας στη θέση του σύρματος χρωμονικελίνης μία ασφάλεια των 2Α. Συνδέουμε τα σημεία Κ και Λ του κυκλώματος με ένα καλώδιο, που είναι αγωγός αμελητέας αντίστασης, οπότε έχουμε βραχυκύκλωμα.

Παρατηρούμε ότι …………………………

Γ. 

Εργασίες

1. 

Γιατί χρησιμοποιούνται οι ασφάλειες;

2. 

Tι σημαίνει η ένδειξη 20Α πάνω σε μία ασφάλεια;

3. 

Πώς συνδέονται οι ασφάλειες στην οικιακή εγκατάσταση και γιατί;

4. 

Γιατί δεν πρέπει να επισκευάζονται οι τηκόμενες ασφάλειες;

5. 

Στο κύκλωμα του σχήματος είναι V = 120V, R1 = 10Ω και R2 = 40 Ω.

Εικόνα

α) 


Να βρείτε την ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα και την τάση στα άκρα κάθε αντίστασης.

β) 




Αν παράλληλα στην R2, συνδέσουμε αντίσταση R = 120Ω, να βρείτε την ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα και την τάση στα άκρα κάθε αντίστασης.

γ) 




Αν παράλληλα στην R2, συνδέσουμε αντίσταση R′ = 40Ω, να βρείτε την ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα και την τάση στα άκρα κάθε αντίστασης.

δ) 




Αν παράλληλα στην R συνδέσουμε αγωγό αμελητέας αντίστασης R = 0 (βραχυκύκλωμα), να βρείτε την ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα και την τάση στα άκρα κάθε αντίστασης.

ε) 



Αν μεταξύ των σημείων Α και Β υπάρχει ασφάλεια 10Α, σε ποια από τις προηγούμενες περιπτώσεις η ασφάλεια «καίγεται»;

Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα
 

50. 

Εργαστηριακή δραστηριότητα - Νόμος Joule

Α. 

Απαιτούμενα όργανα και υλικά:

1. 

Ένα τροφοδοτικό συνεχούς ρεύματος και μεταβλητής τάσης.

2. 

Ένας διακόπτης.

3. 

Ένα αμπερόμετρο κλίμακας 2,5Α.

4. 

Δύο σύρματα χρωμονικελίνης με μήκη 30cm και 60cm σε σχήμα ελατηρίου.

5. 

Ένα ογκομετρικό ποτήρι Εικόνα

6. 

Εικόνα αποσταγμένο νερό.

7. 

Ένα χρονόμετρο.

8. 

Καλώδια σύνδεσης.

9. 

Αναδευτήρας.

B. 

Εκτέλεση πειράματος

Β1.

1. 

Κατασκευάζουμε το κύκλωμα του διπλανού σχήματος συνδέοντας στους πόλους A και B του τροφοδοτικού το σύρμα των 30cm, το αμπερόμετρο και το διακόπτη σε σειρά.

Εικόνα

2. 

Συμπληρώνουμε Εικόνα αποσταγμένο νερό στο ποτήρι και τοποθετούμε το σύρμα, το θερμόμετρο και τον αναδευτήρα μέσα στο ποτήρι, προσέρχοντας να μην αγγίζουν οι σπείρες του σύρματος μεταξύ τους.

3. 

Κλείνουμε το διακόπτη και ρυθμίζουμε την τάση της πηγής, έτσι ώστε να περνά ρεύμα έντασης 1Α από το κύκλωμα. Ανοίγουμε το διακόπτη.

4. 

Ανακατεύουμε με προσοχή το νερό με τον αναδευτήρα και σημειώνουμε τη θερμοκρασία του.

Είναι: θ1 = …………

5. 

Κλείνουμε το διακόπτη και πατάμε το χρονόμετρο.

6. 

Μετά από χρόνο Δt = 4min = 240s ανοίγουμε το διακόπτη, ανακατεύουμε το νερό και σημειώνουμε τη νέα θερμοκρασία του.

Είναι: θ2 = …………

7. 

Κλείνουμε το διακόπτη και ξαναπατάμε το χρονόμετρο.

8. 

Μετά από χρόνο Δt = 4min = 240s ανοίγουμε το διακόπτη, ανακατεύουμε το νερό και σημειώνουμε τη νέα θερμοκρασία του.

Είναι: θ3 = …………

Η μεταβολή της θερμοκρασίας είναι: Δθ = θ3 - θ1 = …………
 

Β2.

1. 

Επαναλαμβάνουμε από την αρχή το πείραμα, με την ίδια ποσότητα νερού (Εικόνα), το ίδιο σύρμα (χρωμονικελίνη), τον ίδιο χρόνο (240s), αλλά με ρεύμα έντασης 2Α.

Είναι: θ1 = …………

και: θ2 = …………

Η μεταβολή της θερμοκρασίας είναι: Δθ = θ2 - θ1 = …………

Β3.

1. 

Επαναλαμβάνουμε από την αρχή το πείραμα, με την ίδια ποσότητα νερού (Εικόνα), τον ίδιο χρόνο (240s), την ίδια ένταση ρεύματος (1Α), αλλά με το σύρμα των 60cm.

Είναι: θ1 = …………

και: θ2 = …………

Η μεταβολή της θερμοκρασίας είναι: Δθ = θ2 - θ1 = …………

Γ. 

Υπολογισμοί

Από το θεμελιώδη νόμο της θερμιδομετρίας Q = mcΔθ, όπου m η μάζα του νερού, Δθ η μεταβολή της θερμοκρασίας και Q η θερμότητα σε cal, να υπολογίσετε τα ποσά θερμότητας Q1, και Q2 που εκλύθηκαν από το σύρμα και προσφέρθηκαν στο νερό. Να συμπληρώσετε τους παρακάτω πίνακες.

 

Δt

Δθ

Q

240s

    

480s

    
 

Παρατηρούμε ότι …………………………

 

I

Δθ

Q

1A

    

2A

    
 

Παρατηρούμε ότι …………………………

 

Εικόνα

R

Δθ

Q

30cm

R

    

60cm

2R

    
 

Παρατηρούμε ότι …………………………

Δ. 

Εργασίες

1. 

Πόσο τοις εκατό (%) μεταβάλλεται το ποσό θερμότητας που εκλύεται από έναν αντιστάτη, όταν η τάση στα άκρα του διπλασιαστεί;

2. 

Που οφείλεται το φαινόμενο Joule, δηλαδή η έκλυση θερμότητας σε μια ωμική αντίσταση που διαρρέεται από ρεύμα;

Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα
 

3. 

Ποια συσκευή έχει μεγαλύτερη αντίσταση, η ηλεκτρική κουζίνα ή η λάμπα φωτισμού του δωματίου μας;

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

4. 

Θέλουμε να θερμάνουμε μια ποσότητα νερού από θερμοκρασία θ1 σε θερμοκρασία θ2 (θ2 > θ1). Στην πρώτη περίπτωση χρησιμοποιούμε αντιστάτη αντίστασης R1 και στη δεύτερη περίπτωση χρησιμοποιούμε αντιστάτη αντίστασης R2, με R1 > R2. Η τάση του δικτύου είναι σταθερή.

α) 

Σε ποια περίπτωση έχουμε μεγαλύτερο κόστος;

β) 

Σε ποια περίπτωση η θέρμανση θα διαρκέσει περισσότερο;

 
 
 

5. 

Γιατί οι αγωγοί που τροφοδοτούν ένα ηλεκτρικό κύκλωμα παραμένουν ψυχρότεροι από τις ηλεκτρικές συσκευές θέρμανσης που συνδέονται στο κύκλωμα, αν και οι αγωγοί αυτοί διαρρέονται από ίσης έντασης ηλεκτρικό ρεύμα;

6. 

Να κάνετε τη γραφική παράσταση της θερμότητας που εκλύεται σ' έναν αντιστάτη, ως συνάρτηση:

α) 

της έντασης του ρεύματος που τον διαρρέει,

β) 

της αντίστασής του,

γ) 

του χρόνου λειτουργίας.

7. 

Σε ποιούς παράγοντες οφείλονται τα σφάλματα κατά τη διεξαγωγή του πειράματος;