Az áramerősség

Kísérlet

Az áramkörépítő animáció segítségével építsd meg az alábbi két áramkört, és a kapcsolók bekapcsolása után figyeld meg az elektronok mozgási sebességét (és az izzó által kibocsájtott fény erősségét)! (A második áramkörben 3 db elem van beépítve egymás után)
Az animációt itt nyithatod meg egy új lapon.

áramerősség

Megfigyelhetjük, hogy a jobb oldali áramkörben az elektronok gyorsabban mozognak. Ha egy ponton bele tudnánk nézni a vezetékbe, és megszámlálnánk, hogy egy adott idő alatt mennyi elektron halad át, akkor a jobb oldaliban sokkal több (3-szor annyi) haladna át ugyanannyi idő alatt.

Áramerősség

Fogalma: c.
Jele: I
Kiszámítása: I = \frac{Q}{t} (átáramlott töltés osztva időtartammal)
Mértékegysége: A (amper)
1 A az áramerősség, ha 1 másodperc alatt 1 C töltés halad át a vezető keresztmetszetén)
1 A = 1000 mA (milliamper)

Áramerősség mérése

Az áramerősség mérésére alkalmas eszközt ampermérőnek nevezzük. Az áramkör építő animációban az alábbi kép abrázolja:

ampermérő

Építsünk mindkét áramkörbe egy-egy ampermérőt az alábbi ábra szerint, majd kapcsoljuk be a kapcsolókat. (az áramkört úgy lehet megszakítani, ha eg ycsatlakozásra kattintás után rákattintunk a megjelenő ollóra)

áramerősség mérése

A jobb oldali áramkörben 3-szor akkora áramerősség mérhető.

Számítási feladatok

Képletek: I = \frac{Q}{t} ;      Q = I · t ;        t = \frac{Q}{I}

Egy vezető keresztmetszetén 5 perc alatt 60 C töltés áramlik át. Számítsuk ki a áramerősséget!
t = 5 min = 300 s
Q = 60 C
I = ?
I = \frac{Q}{t} = \frac{60 C}{300 s} = 0,2 A

Mennyi töltés áramlik át fél óra alatt annak a vezetőnek a keresztmetszetén, amelyen 40 mA erősségű áram halad át?
t = 0,5 h = 1800 s
I = 40 mA = 0,04 A
Q = ?
Q = I · t = 0,04 A · 1800 s = 72 C

Mennyi idő alatt áramlik át 4 C töltés a vezető keresztmetszetén, ha az áramerősség 25 mA?
Q = 4 C
I = 25 mA = 0,025 A
t = ?
t = \frac{Q}{I} = \frac{4 C}{0,025 A} = 160 s

Teszt

Válaszd ki az alábbi mondat megfelelő befejezését!

Nagyobb áramerősség esetén az elektronok …

 
 

Egy vezetőn 2 percig mértük az átáramlott töltések mennyiségét két esetben. Az első esetben 6 C, a másik esetben 8 C töltés áramlott át.

Válaszd ki, hogy melyik állítás igaz a fenti esetre!

 
 
 

Egy vezetőn először 10 másodpercig, majd utána 15 másodpercig áramlott át 6 C töltés.

Válaszd ki, hogy melyik állítás igaz a fenti esetre!

 
 
 

Az “A” jelű vezetőn 2 percig 8 C töltés áramlott át, a “B” jelű vezetőn 6 percig 24 C töltés áramlott át.

Válaszd ki, hogy melyik állítás igaz a fenti esetre!

 
 
 

Két vezetőn azonos erősségű áram haladt át. Az “A” jelűn 5 percig, a “B” jelűn pedig 8 percig.

Válaszd ki, hogy melyik állítás igaz a fenti esetre!

 
 
 

Question 1 of 5

Az elektromos áram hatásai

Kémiai (vegyi) hatás

Egyenáram segítségével a víz összetevőire bontható szét.
A videó megtekintéséhez ide kell kattintani.

Hőhatás

Ha egy vezetőn elektromos áram halad át, akkor a vezető felmelegszik. Ezen alapul több eszköz működése is (hősugárzó, vasaló, hajszárító fűtőszála, …)
A videó megtekintéséhez ide kell kattintani
Egy másik videó ide kattintva nyitható meg

Élettani hatás

A csapvíz – a benne lévő ásványi anyagok és a sótartalom miatt – vezeti az elektromos áramot. Az emberi testben lévő víz különböző sókat tartalmaz, ezért jól vezeti az elektromos áramot.
Az emberi szervezeten áthaladó áramtöbb féle hatást okozhat. A hőhatás miatt égési sérüléseket, a kémiai hatás miatt a testnedvek összetétele változhat meg. A biológiai hatás miatt az izmok összehúzódnak.

Az izomösszehúzódást hasznosítja a defobrillátor, mely a szív izmait összahúzva indíthatja el a vérkeringést.

Mágneses hatás

Az áramjárta vezető körül mágneses mező alakul ki, melyet egy iránytű segítségével tudunk kimutatni. (Videó)

A részletesebb bemutatást tartalmazó videót ide kattintva lehet megnyitni

Egy valamennyi hatást bemutató videó ide kattintva érhető el.

Az elektromos áram, és az elektromos áramkör

Elektromos áram

Ha egy testben elektrontöbblet van (azaz negatív töltés) a másikban pedig elektronhiány, és a két testet egy vezetővel összekötünk, akkor az elektronok a vezetőn keresztül a negatív test felől a pozitív felé áramlanak.

elektromos áram

Az elektromos töltéssel rendelkező részecskék egyirányú rendezett mozgását elektromos áramnak nevezzük.

Áramköri elemek

Azt az eszközt, ami az elektrontöbbletet (így az elektronok áramlását) folyamatosan biztosítani tudja, áramforrásnak nevezzük.
Pl.: hálózati áramforrás, elem, akkumulátor, …

Azt az eszközt, melyen az elektromos áram áthaladásakor számunkra kedvező változás történik, fogyasztónak nevezzük.
Pl.: izzó, hajszárító, számítógép, …

Egy áramkör megépítéséhez szükség van még vezetékre és kapcsolóra.

áramkör

Fontosabb áramköri elemek jelölése

áramköri elemek

Nyitott áramkör rajza

Áramkör építő animáció: az elemeket behúzással lehet az áramkörbe építeni.

Gyakorlásként az alábbi áramkört építsd meg az animációval! A kapcsolóra rákattintva zárul az áramkör, és az elektronok áramlása láthatóvá válik.

áramkör

A bemutató videó ide kattintva nyitható meg

Elektromos kölcsönhatás

A műszálas pulóver levételekor apró pattogást hallhatunk, főleg, ha frissen mosott a hajunk. Sötötben még akár apró szikrákat is láthatunk ilyenkor.

A különféle anyagból készült testek szoros érintkezésével (dörzsöléssel) elektromos álapotba hozhatjuk  testeket.

Az elektromos mező

A megdörzsölt műanyag rúd körül sajátos tér alakul ki, melyet elektromos mezőnek nevezünk.

A dörzsölés után az egyik test állapotát pozitívnak, a másikat negatívnak nevezzük. A különbözőség az atompk szerkezete közötti eltérések miatt vannak.

Ide kattintva egy atomépítő játékot lehet megnyitni.

A pozitív testben a protonokszáma több, mint az elektoronok száma, a negatív testben pedig az elektronok vannak többen a protonokhoz képest.

A megdörzsölés előtti állapotot semlegesnek nevezzük. Ekkor a protonok és az elektronok száma egyenlő.

Ha a léggömböt a pulóverhez dörzsöljük, akkor mindkettő elektromos állapotba kerül.

Azonos elektromos állapotok taszítják, ellentétes elektromos állapotok vonzák egymást. A semleges testeket mindkét állpot vonza.

Néhány érdekes elektrosztatikai kísérlet videóját, ide kattintva lehet megnézni.

Elektromos töltés

A pozitív vagy negatív elektromos állapotú testekben a protonok és az elektronok száma különböző.
Azt a mennyiséget, amely megmutatja, hogy egy testben mennyivel több vagy kevesebb az elektronok száma, mint a protonok száma, elektromos töltésnek nevezzük.
Jele: Q
Mértékegysége: C (Coulomb)

Animáció az elektromos töltés szemléltetésére (először a lábát kell dörzsölni a szőnyeghez, majd utána a kezével közelíteni az ajtóhoz)

Anyagok csoportosítása

Vezető: az elektronok könnyen tudnak elmozdulni bennük (pl. fémek, csapvíz)
Szigetelő: az elektronok nem tudnak elmozdulni bennük (pl. műanyag, porcelán, papír, desztillált víz, száraz fa)

Mágneses alapjelenségek

A mágneses mező

A mágneses tulajdonságú testeket sajátos tér vesz körül, melyet mágneses mezőnek nevezünk. Az alábbi videó a mágnesen mező felépítését mutatja be.

A leggyakrabban használt állandó mágnesek fajtái, és azok mágneses mezője:

rúdmágnes
patkómágnes

Mágneses pólusok

A mágnes egyik végét északi, a másik végét déli pólusnak nevezték el. Itt a legerősebb a mégnes körüli mágneses mező.

mágneses pólusok

Mágneses alapjelenségek

alapjelenségek
Azonos pólusok taszítják, ellentétes pólusok vonzák egymást

Kép mágnes közelítésekor a két mágneses mező között jön létre a kölcsönhatás.

A mágneses mező és vas között minden esetben vonzó hatás lép fel.

A Föld mágneses mezője

A Föld mágneses tere
Forrás: https://tudasbazis.sulinet.hu/

Az iránytű a Föld mágneses mezője miatt áll be É-D irányba.

Teszt

Please go to Mágneses alapjelenségek to view the test