2. ΑΠΟ ΣΟ ΚΕΧΡΙΜΠΑΡΙ ΣΟΝ ΗΛΕΚΣΡΟΝΙΚΟ YΠΟΛΟΓΙΣΗ
Σο 16ο αιϊνα ο Γουίλιαμ Γκίλμπερτ
(William Gilbert), φυςικόσ και
γιατρόσ που ζηθςε ςτθν Αγγλία
άρχιςε να μελετά ςυςτθματικά τα
θλεκτρικά φαινόμενα. Με τον
Γκίλμπερτ αρχίηει ουςιαςτικά θ
ιςτορία του θλεκτριςμοφ. Μια
ιςτορία που ςυνδζεται άμεςα με
μερικά από τα πιο μεγαλειϊδθ
τεχνολογικά επιτεφγματα του
ςφγχρονου πολιτιςμοφ.
3. 1.1 Γνωριμία με τθν θλεκτρικι δφναμθ
Ζχεισ παρατθριςει ότι πολλζσ φορζσ οι τρίχεσ ζλκονται
από τθν χτζνα κακϊσ χτενίηεισ τα ςτεγνά μαλλιά ςου;
ϊματα, όπωσ ο πλαςτικόσ χάρακασ ι το ιλεκτρο, που αποκτοφν
τθν ιδιότθτα να αςκοφν δφναμθ ςε ελαφρά αντικείμενα, όταν τα
τρίψουμε με κάποιο άλλο ςϊμα, λζμε ότι είναι θλεκτριςμζνα. Η
δφναμθ που αςκείται μεταξφ των θλεκτριςμζνων ςωμάτων
ονομάηεται θλεκτρικι.
Πϊσ μποροφμε να διαπιςτϊςουμε αν ζνα ςϊμα είναι
θλεκτριςμζνο;
Για να ελζγξουμε αν ζνα ςϊμα είναι
θλεκτριςμζνο, χρθςιμοποιοφμε το θλεκτρικό εκκρεμζσ.
4. 1.1 Γνωριμία με τθν θλεκτρικι δφναμθ
Παρατιρθςε ότι ο θλεκτριςμζνοσ
χάρακασ ζλκει το μπαλάκι του
εκκρεμοφσ χωρίσ να ζρχεται ςε
επαφι μαηί του. Η θλεκτρικι
δφναμθ που αςκεί ο χάρακασ ςτο
μπαλάκι δρα από απόςταςθ.
υνεπϊσ οι θλεκτρικζσ δυνάμεισ
αςκοφνται από απόςταςθ.
Ζνασ μαγνιτθσ αςκεί θλεκτρικι δφναμθ;
Η θλεκτρικι δφναμθ
αςκείται ςε διαφορετικά
ςϊματα από ότι θ
μαγνθτικι.
5. 1.1 Γνωριμία με τθν θλεκτρικι δφναμθ
Οι θλεκτρικζσ δυνάμεισ είναι πάντοτε ελκτικζσ;
Σρίψε δφο γυάλινεσ
ράβδουσ με
μεταξωτό φφαςμα.
Αν τισ πλθςιάςεισ, κα
παρατθριςεισ ότι
απωκοφνται
Σο ίδιο κα ςυμβεί αν
πλθςιάςεισ δφο
πλαςτικζσ ράβδουσ ι
λουρίδεσ που ζχεισ
τρίψει με μάλλινο
φφαςμα
Αν όμωσ τρίψεισ μια
γυάλινθ ράβδο με μεταξωτό
φφαςμα και μια πλαςτικι
με μάλλινο και ςτθ
ςυνζχεια τισ πλθςιάςεισ, κα
δεισ ότι οι δφο ράβδοι
ζλκονται
6. 1.1 Γνωριμία με τθν θλεκτρικι δφναμθ
υμπεραίνουμε λοιπόν ότι οι θλεκτρικζσ δυνάμεισ με τισ
οποίεσ αλλθλεπιδροφν δφο θλεκτριςμζνα ςϊματα άλλοτε
είναι ελκτικζσ και άλλοτε απωςτικζσ .
7. 1.2 Σο θλεκτρικό φορτίο
Σι προκαλεί τισ θλεκτρικζσ δυνάμεισ;
Σι ςυμβαίνει ςτον πλαςτικό χάρακα, ςτθ γυάλινθ ράβδο ι ςτο
κεχριμπάρι όταν τα τρίβουμε με το χαρτί ι το φφαςμα και
θλεκτρίηονται;
Για να εξθγιςουμε τθν προζλευςθ και τισ ιδιότθτεσ των
θλεκτρικϊν δυνάμεων, δεχόμαςτε ότι θ φλθ ζχει μια ιδιότθτα που
τθ ςυνδζουμε με ζνα φυςικό μζγεκοσ: το θλεκτρικό φορτίο.
Όταν δφο ςϊματα ζχουν θλεκτρικό φορτίο, τότε αλλθλεπιδροφν
με θλεκτρικζσ δυνάμεισ και λζμε ότι είναι θλεκτρικά φορτιςμζνα.
Σο θλεκτρικό φορτίο ςυμβολίηεται με το γράμμα ι Q.
8. Είδαμε ότι δφο φορτιςμζνα ςϊματα, όπωσ οι παραπάνω
ράβδοι, άλλοτε ζλκονται και άλλοτε απωκοφνται.
Σο γεγονόσ αυτό μασ αναγκάηει να δεχκοφμε ότι υπάρχουν
τουλάχιςτον δφο διαφορετικά είδθ φορτίου.
1.2 Σο θλεκτρικό φορτίο
Όταν δφο (ι περιςςότερα) θλεκτρικά
φορτιςμζνα ςϊματα απωκοφνται
μεταξφ τουσ, τότε λζμε ότι ζχουν
φορτίο ίδιου είδουσ (ι ότι είναι όμοια
φορτιςμζνα).
Ενϊ, όταν ζλκονται μεταξφ τουσ, λζμε
ότι ζχουν φορτία διαφορετικοφ
είδουσ (ι ότι είναι αντίκετα
φορτιςμζνα).
9. 1.2 Σο θλεκτρικό φορτίο
Ο Αμερικανόσ πολιτικόσ και φυςικόσ Β. Φραγκλίνοσ πρότεινε τα
ςϊματα που ανικουν ςτθν πρϊτθ ομάδα να τα ονομάηουμε κετικά
φορτιςμζνα και να λζμε ότι ζχουν κετικό φορτίο.
Αυτά δε που ανικουν ςτθ δεφτερθ ομάδα να τα ονομάηουμε
αρνθτικά φορτιςμζνα και να λζμε ότι ζχουν αρνθτικό φορτίο
10. 1.2 Σο θλεκτρικό φορτίο
Πϊσ μετράμε το θλεκτρικό φορτίο
Γενικά δεχόμαςτε ότι θ θλεκτρικι δφναμθ που αςκεί (ι αςκείται ςε)
ζνα φορτιςμζνο ςϊμα είναι ανάλογθ του θλεκτρικοφ φορτίου του.
Η μονάδα του θλεκτρικοφ φορτίου ςτο Διεκνζσ
φςτθμα Μονάδων (S.I.) ονομάηεται Κουλόμπ
(Coulomb), προσ τιμιν του Γάλλου φυςικοφ Κουλόμπ ο
οποίοσ μελζτθςε τισ ιδιότθτεσ των θλεκτρικϊν
δυνάμεων μεταξφ των φορτιςμζνων ςωμάτων.
υμβολίηεται με το γράμμα C.
11. 1.2 Σο θλεκτρικό φορτίο
Σο 1 C είναι πολφ μεγάλθ μονάδα φορτίου.
Αν μποροφςαμε να φορτίςουμε δφο μικρζσ ςφαίρεσ με 1 C τθν κακεμιά
και τισ τοποκετοφςαμε ζτςι ϊςτε τα κζντρα τουσ να απζχουν ζνα
μζτρο, τότε θ θλεκτρικι δφναμθ που κα αςκοφςε θ μια ςτθν άλλθ κα
ιταν 109 Ν (ςχεδόν ζνα εκατομμφριο φορζσ μεγαλφτερθ από το βάροσ
ενόσ ενιλικα)!!
Γι’ αυτό ςτισ εφαρμογζσ χρθςιμοποιοφμε υποπολλαπλάςια του 1 C:
το 1 μC (ζνα μικροκουλόμπ) με 1 μC=10-6 C ι
το 1 nC (ζνα νανοκουλόμπ) με 1 nC=10-9 C.
Ζτςι, αν για παράδειγμα το φορτίο τθσ ράβδου είναι 3
nC, γράφουμε: q=+3 nC.
Αντίκετα θ πλαςτικι ράβδοσ αποκτά αρνθτικό φορτίο. Αν το φορτίο
τθσ είναι 3 nC, γράφουμε: q=–3 nC.
12. 1.2 Σο θλεκτρικό φορτίο
Σο ολικό φορτίο των ράβδων είναι ίςο με το αλγεβρικό άκροιςμα
των φορτίων τουσ.
Αν για παράδειγμα θ μια ζχει φορτίο q1=+4 nC και θ άλλθ q2=–3
nC, τότε το ολικό φορτίο και των δφο μαηί είναι:
q=q1+q2=(+4 nC)+(-3 nC)=1 nC
13. 1.2 Σο θλεκτρικό φορτίο
Γενικά το ολικό φορτίο δφο ι περιςςοτζρων φορτιςμζνων
ςωμάτων ιςοφται με το αλγεβρικό άκροιςμα των φορτίων τουσ.
Όταν το ςυνολικό φορτίο ενόσ ι περιςςοτζρων ςωμάτων είναι ίςο
με το μθδζν, τότε το ςϊμα ι το ςφνολο των ςωμάτων ονομάηεται
θλεκτρικά ουδζτερο.
