Project 9

Απο τον Ηλεκτρισμό στον Μαγνητισμό

1.Τι είναι η ηλεκτρική ενέργεια;

Τα σπουδαιότερα χαρακτηριστικά της ηλεκτρικής ενέργειας είναι:

η εύκολη μεταφορά της σε μεγάλες αποστάσεις,

η μετατροπή της σε άλλες μορφές ενέργειας.

Στις ηλεκτρικές συσκευές (καταναλωτές) η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε άλλες μορφές ενέργειας, όπως θερμική, μηχανική, χημική, ενέργεια μαγνητικού πεδίου.

Γενικά:

Η μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας επιτυγχάνεται με το ηλεκτρικό ρεύμα που διαρρέει ένα κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα.

Ανάλογα με τη μορφή ενέργειας στην οποία μετατρέπεται η ηλεκτρική, τα αποτελέσματα του ηλεκτρικού ρεύματος διακρίνονται σε

θερμικά, μηχανικά, χημικά, μαγνητικά κτλ.

2.Τι είναι ο μαγνήτης;

Μαγνήτης ονομάζεται το σώμα το οποίο ασκεί ελκτική δύναμη σε σώματα κατασκευασμένα από ορισμένα υλικά, όπως είναι ο σίδηρος, το νικέλιο και το κοβάλτιο.

3.Τι είναι τα σιδηρομαγνητικά υλικά;

Σιδηρομαγνητικά υλικά ονομάζονται τα υλικά τα οποία έλκει ένας μαγνήτης. Τα σιδηρομαγνητικά υλικά είναι τρία: ο σίδηρος, το κο -

βάλτιο και το νικέλιο.

4.Φυσικοί και τεχνητοί μαγνήτες. Τι ξέρεις γι’ αυτούς;

1. Οι φυσικοί μαγνήτες

Οι φυσικοί μαγνήτες είναι ορυκτά υλικά, δηλαδή δημιουργήθηκαν στο εσωτερικό της Γης. Απέκτησαν μαγνητικές ιδιότητες χάρη στο μαγνητικό πεδίο της Γης.

4.Τι είναι οι πόλοι ενός μαγνήτη;

Σε κάθε μαγνήτη, ανεξάρτητα από το σχήμα που έχει, υπάρχουν δύο περιοχές στις οποίες οι μαγνητικές ιδιότητες είναι πιο έντονες.

Οι περιοχές του μαγνήτη που ασκούν ισχυρότερες μαγνητικές δυνάμεις από τις υπόλοιπες ονομάζονται πόλοι του μαγνήτη.

Ο ένας από τους δύο πόλους κάθε μαγνήτη λέγεται βόρειος μαγνητικός πόλος (Ν) και ο άλλος νότιος μαγνητικός πόλος (S).

Σε έναν ραβδόμορφο μαγνήτη οι πόλοι βρίσκονται στα άκρα του. Οι όμοιοι πόλοι των μαγνητών απωθούνται, ενώ οι διαφορετικοί έλκονται.

Η μαγνητική βελόνα μιας πυξίδας είναι ένας μικρός ευκίνητος μαγνήτης.

5.Ποιες είναι οι σπουδαιότερες εφαρμογές των μαγνητών;

Οι μαγνήτες έχουν πάρα πολλές εφαρμογές στην καθημερινή μας ζωή.Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούνται:

• σε όλους τους ηλεκτρικούς κινητήρες,

• στις γεννήτριες ηλεκτρικού ρεύματος,

• στα μεγάφωνα των ηχείων,

• ως μηχανισμοί για να κρατάμε πορτάκια κλειστά,

• στα ακουστικά των τηλεφώνων,

• ως πυξίδα για τον προσανατολισμό μας

6.Τι είναι το μαγνητικό πεδίο;

Όπως οι ηλεκτρικές, έτσι και οι μαγνητικές δυνάμεις είναι δυνατόν να περιγραφούν με τη χρήση της έννοιας του μαγνητικού πεδίου.Μαγνητικό πεδίο ονομάζεται ο χώρος στον οποίο ασκούνται μαγνητικές δυνάμεις.

8.Τι είναι ο ηλεκτρομαγνήτης;

Αν τυλίξουμε σύρμα γύρω από έναν μονωμένο κύλινδρο, δημιουργούμε μία διάταξη που ονο μάζεται σωληνοειδές ή πηνίο.Όταν από το σύρμα του πηνίου διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα, μέσα και έξω από αυτό δημιουργείται μαγνητικό πεδίο.

Κάθε πηνίο από το οποίο διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα συμπεριφέρεται ως μαγνήτης. Γι’ αυτό ονομάζεται και ηλεκτρομαγνήτης.

9.Το μαγνητικό πεδίο έχει ενέργεια;

Στο μαγνητικό πεδίο αποθηκεύεται ενέργεια που προέρχεται από την ηλεκτρική ενέργεια.

10.Το μαγνητικό πεδίο ασκεί δυνάμεις στους ρευματοφόρους αγωγούς;

Όταν ένας αγωγός βρίσκεται μέσα σε μαγνητικό πεδίο και τον διαρρέει ηλεκτρικό ρεύμα, τότε το μαγνητικό πεδίο ασκεί δύναμη στον αγωγό.

11.Τι είναι ο ηλεκτροκινητήρας;

Ο ηλεκτροκινητήρας είναι μια μηχανή η οποία λειτουργεί με ηλεκτρική ενέργεια και θέτει σε κίνηση τμήματα άλλων μηχανών. Με άλλα λόγια, μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε κινητική

Ο ηλεκτροκινητήρας, σε σχέση με τον κινητήρα εσωτερικής καύσης,παρουσιάζει και πλεονέκτημα αλλά και μειονέκτημα.

Πλεονέκτημα

Η χρήση ηλεκτροκινητήρων είναι πολύ πιο φιλική για το περιβάλλον,καθώς οι κινητήρες αυτοί δεν εκπέμπουν ρύπους και είναι λιγότερο θορυβώ δεις από τους κινητήρες εσωτερικής καύσης, που λειτουργούν καίγοντας πετρέλαιο κίνησης ή βενζίνη.

Μειονέκτημα

Το μεγαλύτερο πρόβλημα για την ευρύτερη χρήση των ηλεκτροκινητήρων είναι η αποθήκευση της ενέργειας. Όμως στα οχήματα πόλης που λειτουργούν με ηλεκτροκινητήρες αυτό δεν είναι πρόβλημα, καθώς αυτά τα μεταφορικά μέσα είναι σταθερής τροχιάς, κινούνται δηλαδή σε προκαθορισμένη διαδρομή, μέσα στην οποία γίνεται και η τροφοδότησή τους με ηλεκτρική ενέργεια.

Εφαρμογές ηλεκτρομαγνητών

Οι ηλεκτρομαγνήτες έχουν πολλές εφαρμογές στη σύγχρονη τεχνολογία.

Χρησιμοποιούνται:

• στα ρελέ,

• στους γερανούς, για την ανύψωση σιδερένιων αντικειμένων,

• στα μηχανήματα αναπαραγωγής ήχου,

• στα συστήματα σήμανσης των σιδηροδρόμων,

• στα εναέρια τρένα.

Τα εναέρια τρένα δεν ακουμπούν στις ράγες. Τόσο στα τρένα όσο και στις ράγες είναι τοποθετημένοι ισχυροί ηλεκτρομαγνήτες. Τα τρένα έτσι αιωρούνται σε απόσταση ενός περίπου εκατοστού από τις ράγες, λόγω της άπωσης των όμοιων μαγνητικών πόλων που υπάρχουν στο πάνω μέρος της τροχιάς και στο κάτω μέρος του τρένου.

Ασκήσεις

1. Η μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας επιτυγχάνεται με το ηλεκτρικό....................... που διαρρέει ένα ....................... ηλεκτρικό ....................... .

2. Ανάλογα με τη μορφή ....................... στην οποία …………………………. η ηλεκτρική, τα αποτελέσματα του ....................... ρεύματος διακρίνονται σε θερμικά, ......................., χημικά, ....................... κτλ.

3.Μαγνήτης ονομάζεται το σώμα το οποίο ασκεί ....................... δύναμη σε σώματα κατασκευασμένα από ορισμένα υλικά, όπως είναι ο .......................,το ....................... και το ....................... .

4.Σιδηρομαγνητικά υλικά ονομάζονται τα υλικά τα οποία .......................ένας ....................... .

5.Δεν είναι ....................... τα μέταλλα σιδηρομαγνητικά υλικά. Αντικείμενα φτιαγμένα από ........................, ........................ ή ....................... δεν τα έλκει ο μαγνήτης.

6.Οι φυσικοί μαγνήτες είναι ....................... υλικά, δηλαδή δημιουργήθηκαν στο ....................... της Γης.

7.Οι μαγνήτες που τους κατασκευάζουμε από ....................... υλικά, με τη βοήθεια του ......................... ρεύματος, ονομάζονται ......................... μαγνήτες.

8. Οι περιοχές του μαγνήτη που ασκούν ....................... μαγνητικές...................... από τις υπόλοιπες ονομάζονται ...................... του μαγνήτη.

9.Ο ένας από τους δύο πόλους κάθε μαγνήτη λέγεται ....................... μαγνητικός πόλος (.....) και ο άλλος ....................... μαγνητικός πόλος (.....).

10.Οι όμοιοι πόλοι των μαγνητών ............................., ενώ οι διαφορετικοί....................... .

11.Μαγνητικό πεδίο ονομάζεται ο ....................... στον οποίο ασκούνται....................... δυνάμεις.

12.Το ....................... ρεύμα προκαλεί ....................... φαινόμενα.

13.Το ηλεκτρικό ρεύμα, δηλαδή τα ....................... ηλεκτρικά φορτία, δημιουργούν το ....................... πεδίο. Τελικά ένα φορτίο που κινείται δημιουργεί τόσο ....................... όσο και ....................... πεδίο.

14. Όταν από το σύρμα ενός πηνίου διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα, ....................και ....................... από το πηνίο δημιουργείται ........................ πεδίο.

15.Κάθε πηνίο από το οποίο διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα συμπεριφέρεται ως ....................... . Γι’ αυτό ονομάζεται και .......................

16.Όταν ένας αγωγός βρίσκεται μέσα σε μαγνητικό πεδίο και τον διαρρέει ηλεκτρικό ρεύμα, τότε το μαγνητικό πεδίο ασκεί .......................... στον αγωγό.

17.Ο ηλεκτροκινητήρας είναι μια ......................., η οποία λειτουργεί με.......................... ενέργεια και θέτει σε .......................... τμήματα άλλων μηχανών. Με άλλα λόγια, μετατρέπει την ............................... ενέργεια σε....................... .

18.Η λειτουργία του ηλεκτροκινητήρα στηρίζεται στις ....................... ιδιότητες που αποκτά ένας αγωγός όταν .......................... από .......................... ρεύμα.

19.Η χρήση ηλεκτροκινητήρων είναι πολύ πιο ....................... για το περιβάλλον, καθώς οι κινητήρες αυτοί δεν εκπέμπουν ............................ και είναι λιγότερο ....................... από τους κινητήρες ....................... καύσης.

20.Το μεγαλύτερο πρόβλημα για την ευρύτερη ....................... των ηλεκτροκινητήρων είναι η ....................... της ....................... .

21.Ποια είναι τα σπουδαιότερα χαρακτηριστικά της ηλεκτρικής ενέργειας;

22.Πώς επιτυγχάνεται η μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας;

23.Πώς διακρίνουμε τα αποτελέσματα του ηλεκτρικού ρεύματος ανάλογα με τη μορφή ενέργειας στην οποία μετατρέπεται η ηλεκτρική;

24.Πότε ένα σώμα ονομάζεται μαγνήτης;

25.Πού οφείλονται οι μαγνητικές ιδιότητες;

26.Ποια υλικά ονομάζονται σιδηρο μαγνητικά;

27.Είναι όλα τα μέταλλα σιδηρομαγνητικά υλικά;Πόσων ειδών μαγνήτες υπάρχουν και ποιοι είναι; Ποιοι μαγνήτες ονομάζονται τεχνητοί;

28.Τι είναι οι πόλοι ενός μαγνήτη;

29.Να χαρακτηρίσεις καθεμία από τις προτάσεις που ακολουθούν

ως σωστή (Σ) ή ως λανθασμένη (Λ).

α. Οι όμοιοι πόλοι των μαγνητών έλκονται, ενώ οι διαφορετικοί απωθούνται.

β. Ο νότιος μαγνητικός πόλος της Γης βρίσκεται κοντά στον βόρειο γεωγραφικό τηςπόλο.

γ. Η Γη συμπεριφέρεται σαν ένας τεράστιος μαγνήτης.

δ. Οι φυσικοί μαγνήτες απέκτησαν μαγνητικές ιδιότητες χάρη στο μαγνητικό πεδίο της Γης.

30.Ορισμός του μαγνητικού πεδίου.

31.Να περιγράψεις το πείραμα του Έρστεντ.

32.Ποιο είναι το συμπέρασμα που εξάγεται από το πείραμα του Έρστεντ;

33.Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι η σωστή;

α. Το μαγνητικό πεδίο δημιουρ γείται από τα μαγνητικά φορτία.

β. Γύρω από τη Γη υπάρχει μόνο βαρυτικό πεδίο. Δεν υπάρχει και μαγνητικό.

γ. Τα ηλεκτρικά φαινόμενα είναι εντελώς διαφορετικά από τα μαγνητικά.

δ. Καμία από τις παραπάνω προτάσεις δεν είναι σωστή.

34. Να χαρακτηρίσεις καθεμία από τις προτάσεις που ακολουθούν ως σωστή (Σ) ή ως λανθασμένη (Λ).

α. Τα ηλεκτρικά φορτία δημιουργούν τόσο το ηλεκτρικό όσο και το μαγνητικό πεδίο.

β. Δεν υπάρχουν μαγνητικά φορτία.

γ. Κάθε σωλήνας ονομάζεται σωληνοειδές.

δ. Το μαγνητικό πεδίο είναι ισχυρότερο στο εξωτερικό απ’ ό,τι στο εσωτερικό ενός πηνίου.

35. Να χαρακτηρίσεις καθεμία από τις προτάσεις που ακολουθούν ως σωστή (Σ) ή ως λανθασμένη (Λ).

α. Στο μαγνητικό πεδίο αποθηκεύεται θερμότητα.

β. Στο μαγνητικό πεδίο αποθηκεύεται ενέργεια που προέρχεται από την ηλεκτρική ενέργεια.

γ. Στο εσωτερικό ενός πηνίου οι μαγνητικές γραμμές είναι παράλληλες μεταξύ τους.

δ. Ο ρευματοφόρος αγωγός δέχεται δύναμη από το μαγνητικό πεδίο.

36. Να προτείνεις ένα πείραμα με το οποίο θα μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι το μαγνητικό πεδίο έχει ενέργεια. Να προτείνεις ένα πείραμα με το οποίο θα μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι ο ρευματοφόρος αγωγός δέχεται δύναμη από το μαγνητικό πεδίο.

37.Τι είναι ο ηλεκτρομαγνήτης;

38. Ποιες συσκευές ονομάζονται ηλεκτρικοί κινητήρες;

39. Να χαρακτηρίσεις καθεμία από τις προτάσεις που ακολουθούν ως σωστή (Σ) ή ως λανθασμένη (Λ).

α. Ο πρώτος ηλεκτρικός κινητήρας κατασκευάστηκε από τον Βατ.

β. Ο πρώτος ηλεκτροκινητήρας κατασκευάστηκε από τον Νεύτωνα.

γ. Οι ηλεκτρικοί κινητήρες μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε κινητική.

δ. Οι βενζινοκινητήρες μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε κινητική.