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

Az elektromos áram hatásai

Kémiai (vegyi) hatás

Egyenáram segítségével a víz összetevőire bontható szét.

Hőhatás

Ha egy vezetőn elektromos áram halad át, akkor a vezető felmelegszik. Ezen alapul több eszköz működése is (hősugárzó, vasaló, hajszárító fűtőszála, …)

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.

Egy videó, mely az elektromos áram valamennyi hatását bemutatja

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

Bemutató videó