Τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα; Είναι η προσανατολισμένη κίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων που υπάρχουν μέσα στους αγωγούς (καλώδια, ηλεκτρικές συσκευές κ.λπ.)
Όπως έχουμε μάθει, το άτομο αποτελείται από τον πυρήνα και τα ηλεκτρόνια που είναι αρνητικά φορτισμένα και κινούνται σε τροχιές γύρω απο τον πυρήνα. Μέσα στον πυρήνα υπάρχουν τα πρωτόνια που είναι θετικά φορτισμένα και τα νετρόνια που είναι ουδέτερα.
Σε μερικά υλικά όμως όπως τα μέταλλα, κάποια ηλεκτρόνια ξεφεύγουν από την έλξη του πυρήνα και κινούνται ελεύθερα μέσα σε αυτά.
Πατήστε στην εικόνα.
Τι είναι η ¨διαφορά δυναμικού” ή αλλιώς “τάση” σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα; Είναι η δύναμη η οποία “σπρώχει” τα ηλεκτρόνια που υπάρχουν ελεύθερα μέσα στα μεταλλικά καλώδια και τους αντιστάτες και τα αναγκάζει να κινηθούν σε συγκεκριμένη κατεύθυνση. Είναι δηλαδή, η αιτία του ηλεκτρικού ρεύματος. Όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η “δύναμη” τόσο πιο γρήγορα κινούνται τα ηλεκτρόνια.
Η πιο κοινή πηγή διαφοράς ηλεκτρικού δυναμικού είναι η μπαταρία. Όταν συνδέουμε τους δυο πόλους της μπαταρίας σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα θα παρατηρήσουμε την έλευση ηλεκτρικού ρεύματος σε αυτό. Η τάση που παρέχει η μπαταρία, η οποία ωθεί την κίνηση των φορτίων, δηλαδή το ηλεκτρικό ρεύμα, ονομάζεται ηλεκτρεγερτική δύναμη. Ηλεκτρεγερτική δύναμη μπορεί να παρέχει και μια ηλεκτρογεννήτρια, μια φωτοβολταϊκή συστοιχία ή θερμοηλεκτρικές συστοιχίες. Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις η τάση προκαλείται με διαφορετικό τρόπο. Στην μπαταρία, η διαφορά δυναμικού δημιουργείται από χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν μέσα στην μπαταρία μεταξύ των συστατικών της. Κατά τη διάρκεια της ζωής μιας μπαταρίας, οι ποσότητες των στοιχείων που αντιδρούν για να δώσουν τη διαφορά δυναμικού ελαττώνονται και έτσι η παραγόμενη διαφορά δυναμικού εξασθενεί (κοινώς, η μπαταρία “τελειώνει”, “αδειάζει”).
Πατήστε την παρακάτω εικόνα για να δείτε τι συμβαίνει στο εσωτερικό ενός κυκλώματος και της μπαταρίας και την διαφορά δυναμικού (τάση) στα άκρα της μπαταρίας.
Μπορείτε να κατασκευάσετε μια μπαταρία από λεμόνια! Πάρτε δύο λεμόνια και κόψτε τα στη μέση. Χρειάζεστε ακόμα λωρίδες χαλκού και αλουμίνιου που θα χρησιμεύσουν για ηλεκτρόδια, καλώδια και ένα πολύ μικρό λαμπάκι από αυτά που χρησιμοποιούνται στα λαμπιόνια των χριστουγεννιάτικων δέντρων. Παρακολουθήστε το παρακάτω βίντεο για να δείτε πώς θα φτιάξετε την μπαταρία λεμονιού και θα την δοκιμάσετε!
Για να καταλάβουμε καλύτερα τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα και το ηλεκτρικό κύκλωμα το παρομοιάζουμε με την ροή του νερού σε ένα κύκλωμα νερού. Παρατηρήστε το παρακάτω κινούμενο σχέδιο:
Πατήστε την παρακάτω εικόνα για να εργαστείτε με τα ηλεκτρικά κυκλώματα.
