Az elektromos áramnak többféle hatása van. Ezek a következők:
- mechanikai
- fény
- hő
- kémiai
- biológiai
- élettani
- mágneses

Lásd még a tankönyv 20. oldalát.                                     Adalék az itt leírtakhoz: 

Defibrillátor térkép

Mivel ez egy hosszabb URL, érdemes a telefonon a kedvencek közé beírni. További információ, talán megmarad az emlékezetedben a Budakalászon található defibrillátorok listája. Itt kiképzett szakembernek is lenni kell (elméletileg) a készülék mellett.
- Budakalász Város Önkormányzata Petőfi tér 1. Telefon: +36/70/3146104
     GPS: Lat: 47.621281, Long: 19.050867
- PROLAN Zrt. Szentendrei út 1-3. Telefon: +36/20/9543103
     GPS: Lat: 47.624035, Long: 19.051521
- AUCHAN Omszk park 1 Telefon: --
     GPS: Lat: 47.612614, Long: 19.061029

Itt pedig a defibrillátor használatáról tudsz megnézni egy 3-4 perces videót. Már csak azért is ajánlom a linket, mert ez a tankönyv hátulján olvasható OKOSPORTAL.HU egyik anyaga.

https://player.nkp.hu/play/203225

Az áramerősség bevezetése kapcsán beszéltük meg az áram irányát. Ez a tudománytörténet szempontjából érdekes.

Amikor elkezdték a XVII. sz-ban tanulmányozni az elektromosságot, azt gondolták, hogy ez láthatatlan, mert nagyon kicsi részecskék áramlása. Abban az időben úgy gondolták, hogy az áramforrás pozitív pólusától a negatív felé áramlanak ezek a részecskék. Ez az elképzelés az atommodell XIX. századi megalkotásáig érvényben volt. Akkor fedezték fel, hogy az elektromos áramot elsősorban a negatív töltésű elektronok okozzák.
Tehát az áram iránya épp az eddig feltételezettel ellentétes. Addigra azonban már annyi helyen használták a régi áramirányt, hogy ezt nem írták felül egy tollvonással, hanem inkább a régit elnevezték megállapodás szerinti vagy technikai áramiránynak. A valódit, a helyeset pedig a fizikai áramiránynak.

Tehát rögzítsed, tanuld meg, hátha szükséged lesz rá: A valódi, a fizikai áramirány a negatív töltéshordozók (elsősorban az elektronok) áramlásának iránya! Ezzel ellentétes a technikai, vagy megállapodás szerinti áramirány.

Ritkán, de más esetben is megtörtént hasonló. Az eredeti elméletet, elképzelést az újabb kutatások megcáfolták. De addigra a tisztelet, a hagyomány, a várható kényelmetlenség (pl. könyvek átírása) miatt nem változtattak a kialakult jelölésmódon, a megszokott elnevezéseken. A kijavított elméletben, magyarázatban inkább a régitől könnyen megkülönböztethető új jelölést, elnevezést vezetnek be.

Régi: megállapodás szerinti vagy technikai.

Új: fizikai.

Ha van kedved, időd, energiád, oldd meg ezeket a feladatokat a szünet magányában! Leosztályozom és ha tetszik a jegy, be is írom a naplóba. Ezzel javíthatsz.

1. Ha bőrrel megdörzsölünk egy üvegrudat, akkor mindkét test feltöltődik. Mit tudunk mondani töltésük előjeléről és nagyságáról?

2. Szőrmével megdörzsöltünk egy műanyag rudat. Hasonlítsd össze a protonok es elektronok számát a
a) műanyag rúdban,
b) szőrmében!

3. Elektromossággal dolgozó munkasok védőfelszerelésének része a gumikesztyű. Miért?

4. 200 mA méréshatárra beállított műszer mutatója a legnagyobb kitérés negyedénél áll. Mekkora a mért áramerősség?

5. Igaz, vagy hamis?
____ Áram csak zárt áramkörben folyik és a kapcsoló nyitásával megszakított nyitott áramkörben nem folyik áram.

6. A Budapest-i Combino villamosok 600 V feszültséggel működnek. Hány kV-nak felel ez meg?

7. Ugyanakkora feszültség esetén melyik fogyasztón folyik nagyobb áram: a nagy vagy a kis ellenállásún?

8. Ugyanakkora erősségű áramot melyik fogyasztón „hajt át” nagyobb feszültség: a nagy vagy a kis ellenállásún?

9. Miért melegszik fel az átfolyó áram hatására a vezető?

10. Egy vezetőben növeljük az áramerősséget. Milyen hatása van ennek
a) az elektronok mozgási sebességére,
b) a vezető hőmérséklet-növekedésére?

11. Milyen orvosi vizsgálatok alapulnak az emberi test elektromos vezetőképességén?

12. Újabb és újabb fogyasztók áramkörbe iktatásakor hogyan változik az áramkör eredő ellenállása 
a) soros kapcsolás,
b) párhuzamos kapcsolás esetén?

13. Sorolj fel a környezetedből olyan elektromos eszközt, amely napelemmel működik!

14. Értelemezd és elemezd az alábbi táblázatot és a mondatokat:

Nézzétek meg, mi fontos, mit kell mindenképpen megtanulni a tankönyvírók szerint.

Figyelem, sokkal fontosabb általában a posztjaim gondolatmenetét, logikáját megérteni, mert azt lehet a későbbiekben korlátok nélkül, mindenhol alkalmazni. Ezek a 'bebiflázandó' mondatok csak lexikális tudást kölcsönöznek nektek és persze a hozzá tartozó alapok, gondolatok nélkül igen könnyen kiüresednek, elszállnak.

Az elektromos áramot általában - hő, - fény, - kémiai, - mágneses, - mechanikai, - biológiai, - élettani hatásai alapján észleljük.

Azért kell ezzel foglalkozni, mert a természettudományokban nagyon jól lehet az ezzel kapcsolatos ismereteket hasznosítani. De még ennél is fontosabb, hogy az élő szervezetek nagyon sok folyamata elektrokémiai reakció, nagyon kis áramerősségű elektromos impulzus. Ráadásul az élőlények testének nagy része (általában >60%) víz, illetve folyadék. Tehát ezeket a nagyon finom reakciókat könnyen lehet befolyásolni a folyékony testalkotók vezető tulajdonságát 'kihasználva'. Íly módon az élő szervezetre gyakorolt hatás igen jelentős lehet.
Ezért tartsátok be mindig a figyelmezetetést:
CSAK TÖRPEFESZÜLTSÉGGEL (<24 Volt) ÉS PÁR mA (< 50 miliamper) ÁRAMERŐSSÉGGEL dolgozzatok, kísérletezzetek!!!

Az emberi szervezte gyakorolt hatással majd külön leckében foglalkozom. Lásd a tankönyv 28. oldalán.

Az áram hő- és fényhatását tapasztaljátok nagyon gyakran, pl. amikor a világítást felkapcsoljátok, vagy a vasalót esetleg használjátok.

A mágneses hatást is később fogom tárgyalni. Már előre mondom, hogy ez nagyon fontos, jelentős hatás és ami külön kiemelendő, ez kölcsönös. Tehát a mágnességnek is van elektromos hatása. E miatt született az 'elektromágneses' szóösszetétel. Legegyszerűbb megközelítésben azt mondjuk, hogy az elektromos tér változása változást hoz létre (szakszóval: indukál) a mágneses térben és a mágneses tér változása is változást hoz létre az elektromos térben.

A tankönyvben olvasható "Hogyan vált vezetővé a víz" c. bekezdést a kémia órán sokkal részletesebben tanuljátok, ezért erre itt nem térek ki. Annyit emelek csak ki, amit jegyezzetek is meg, hogy ebben a folyékony vezető anyagban az ionok vezetik az áramot. Ellentétben a fémekkel, ahol csak az elektronok áramlanak, itt pozitív töltésű részecskék is mozognak - természetesen egymással szemben.

Georg Simon Ohm az 1820-as években megfigyelte, hogy
1/ egy elágazás nélküli áramkörben az áramerősség mindenütt ugyanakkora és
2/ a fogyasztó két pólusa között mért feszültség (lásd előző lecke) és a rajta átfolyó áram erőssége között egyenes arányosság van. (más szóval U/I állandó)
3/ ez a fenti arányossági tényező anyagonként más és más, tehát az anyagra jellemző érték.

Az adott vezető elektromos ellenállása tulajdonképpen azt mutatja, hogy benne mennyire könnyen folyik az elektromos áram, a szabadon mozgó töltéshordozók mennyire könnyen mozoghatnak ennek a vezetőnek a belsejében.

A 2/ mondat az Ohm törvény: Ugyanazon fogyasztó feszültsége és áramerőssége között egyenes arányosság van.
Ez a mennyiség az ELLENÁLLÁS, jele R (die Resistenz németül), SI mértékegysége az Ohm, Ω. (Ez a görög omega betű) 1Ω tehát annak a fogyasztónak/vezetőnek az ellenállása, amelyen 1 Volt feszültség hatására 1 A erősségű áram folyik át.
1000 Ω = 1 kΩ, 1000 mΩ = 1 Ω. mΩ a milliohm, kΩ a kiloohm.

ELLENÁLLÁS definíciója: A fogyasztó két kivezetése között mért feszültség és a rajta átfolyó áram erősségének hányadosa.

    => V=I*R, R=V/I, I=V/R.

 Ebből látszik is a gyakorlati elektrotechnika egyszerű megfigyelése; a nagy ellenállású fogyasztón kisebb áramerősség folyik át, mint a kisebb ellenállásún.

Ennek a két összefüggést a 31. oldal "2. Fogyasztók soros és párhuzamos kapcsolása" c. fejezetben vezetem le.

Poén: kik ezek az emberek?

A feszültséggel kapcsolatban szót tudok ejteni az elektromos mező energiájáról.

Korábban már beszéltünk erről az új és megfoghatatlan fogalomról: a fizikai mezőről. A elektromos mező mellett szó volt a mágneses és a gravitációs mezőről, térről is. Az bennük a fura, és elsőre felfoghatatlan, hogy megfoghatatlanok, láthatatlanok, testünkkel nem érzékelhetők. Körülvesznek bennünket, de csak közvetetten érzékeljük. Bár a mobiltelefon eléggé részévé vált az életünknek, mégsem kézenfekvő, mi köze is van ennek az elektromos vagy a mágneses erőtérhez.
Amit viszont érzékelünk, abból arra kell következtetnünk, hogy a fizikai mező/tér is anyag. A fizikai mezőnek MEGMÉRHETŐ anyagi tulajdonságai vannak. A leginkább szembetűnő anyagi tulajdonsága, hogy erőhatása van. E mellett azt látjuk, mérjük, hogy a távolság növekedésével az erőhatás gyengül. Ebből a kiterjedésére  következtethetünk. Mi ez ha nem anyag? Vagyis az anyagnak van egy részecskeszerkezetű és amint újonnan megismertük, mező természetű megnyilvánulási formája.

Ezeket a mezőket azért kellett a fizikában ( a természet tanulmányozása során) bevezetni, mert elektromos, mágneses és gravitációs kölcsönhatásokat tapasztaltunk, a nélkül, hogy a kölcsönhatásban részt vevő testek érintkeztek volna. A kölcsönhatások abban nyilvánulnak meg, hogy a mágnes mellett a vas elmozdul, a töltéssel rendelkező ebonitrúd a papírt magához vonzza, a testek magukra hagyva alátámasztás nélkül leesnek a földre. Tehát kellett valami magyarázat, mi közvetíti ezt az erőhatást. Mert a tárgyak CSAK erőhatásra mozdulnak ki nyugalmi helyzetükből!

Mindezt azért hoztam ide, mert az erőterek fogalma újdonság, ismeretlen számotokra, bár igen-igen fontos része az életünknek, az élővilágnak. El sem hiszitek, de pl. a növények érzékelik a gravitáció irányát és ezért növesztik felfelé a törzsüket, lefelé a gyökerüket.
(Ha egy félig kifejlett gyökérrel és szárral rendelkező magot megfordítasz, akkor a két rész növekedési iránya helyet cserél! Hoppá!)

Figyelem, ha pl. ráfújunk valamire, ott sem látunk érintkezést! Mert a megfújt és a könnyű testnek ütköző levegő láthatatlan, de pl. oxigén, nitrogén, víz molekulákat tartalmaz. A fújás pedig a levegő részecskéket ütközteti neki a tollpihének.)

Az egyszerű kísérletben a feltöltött ebonitrúd körül kialakult elektromos mező (és nem az ebonitrúd) felemelte a tollpihét, a papírdarabkát. ==> Erőhatást, munkavégzést látunk. Tavaly megtanultuk, hogy ez a változtatóképesség energiát jelent. Ennek a logikai következtetésnek az eredményeként kimondhatjuk:
Az elektromos mezőnek energiája van. Tehát bevezethetjük az elektromos energia fogalmát.

Ez azért fontos, mert az energia megmaradás általános elve erre az elektromos energiára is érvényes.

Mivel fontos fogalomról van szó, nézzünk egy konkrét példát arra, hogy az energia tulajdonképpen munkavégző képesség! Ha munkát végzünk, energiát növelünk. Gondoljunk pl. a teher felemelésére. A magasabban levő tehernek nagyobb a helyzeti energiája. Ha ezt a terhet leejtjük egy hinta egyik végére és a másik végén van egy táska, akkor az felrepül. Tehát a teher energiájának csökkenése a táska felemelését, vagyis munkavégzést eredményezett.
FONTOS: A teher és a táska alkotta rendszer összenergiája azonban nem változott.

Az elektromosságot, amely a fentiek szerint energiát is hordoz magában, munkavégzésre használjuk. Emlékezzünk a békacombra (Luigi Galvani 1786), ott az összerándulás jelentette a munkavégzést. A Galvani elem (=galvánelem) és más áramforrások is különböző elektromos készülékeket (amelyek fogyasztók is) tudnak működtetni. Ha az áramforrás nagyobb/több munkát végez, miközben a töltéshordozókat az egyik pólusától a másikig mozgatja, akkor erre azt mondjuk, hogy nagyobb ennek az áramforrásnak a feszültsége.

Mit is jelent ez a mozgatás, mitől mozog a töltés? Attól, hogy a negatív töltésű elektronok
- az áramforrás egyik (negatív) pólusán halmozódnak fel, tehát innen taszítás éri ezeket,
- a másik póluson pedig elektronhiány miatt pozitív elektromos állapot alakul ki, tehát innen vonzőerő hat.
Figyelem, erről beszéltem már sokszor; egyensúlytalanság alakult ki az áramforrás két sarkán és ez ki akar egyenlítődni, meg akar szünni! Ez a természet egyik általános jelensége, "törekvése", az egyensúlyra törekvés.

Általánosítva az áramkör bármely két pontja közötti feszültség a fizikában az áramkör ezen két pontja közötti munkavégzéssel arányos. Mit tud mozgatni az áramforrás? Hát az elektromos töltéseket a vezetőben/vezetékben.

Tehát a feszültség azzal a munkavégzéssel arányos, amelyik a töltéshordozók egyik pontból a másikig történő eljuttatásához szükséges. Lényeges következmény, hogy feszültség mindig az áramkör két különböző pontja között létezik, értelmezhető, mérhető.
Jele az U, mértékegysége a Volt.
1V = 1000 mV, 1000 V = 1 kV.

A feszültséget a feszültségmérővel, más néven voltmérővel mérni tudjuk. Úgy kell mérni, hogy a mérendő két pont közé párhuzamosan kapcsoljuk a műszert. Ennek a műszernek jó nagy ellenállása van, hogy az áram ne ebben az ágban folyjon, hanem a mérendő két pont közötti ágon. Éppen ezért a feszültségmérést akár fogyasztó nélkül is el lehet végezni.
Kérdezhetitek, hogy miért is nem folyik áram a voltmérőn keresztül? Nos ezt úgy kell érteni, hogy természetesen folyik ott áram, csak szinte elhanyagolhatóan kicsi.

Ez egy általános természettudományi elv, hogy a töltések mindig azon az úton mennek, amelyiken ez kisebb munkát, munkavégzést eredményez. akárcsak az emberek. A könnyebb utat választják.
Ezzel (nagy ellenállás) biztosítható, hogy a mérőműszer ne befolyásolja a mérés tárgyát. 

Végül egy gyakorlati tanács: Emlékszel a figyelmeztetésre, csak törpefeszültséggel -- max. 42 V -- kísérletezz! Előfordul, hogy több elemet szeretnél összekapcsolni és egy ú.n. telepet készíteni: Akkor ezt kétféle módon teheted. Sorosan és párhuzamosan. Mi az előnye az egyiknek és mi a másiknak?

Ha sorosan kapcsolod, akkor a feszültségek összeadódnak. Gondolj a munkavégzéses definícióra. Így tehát nagyobb feszültséget kapsz. Ha pl. 2 db. 1,5 Voltos AA elemet veszel, akkor 3V lesz az eredő feszültség. Tehát ezzel a telepnek nagyobb lesz a feszültsége.

Ha párhuzamosan kapcsolod, akkor a feszültség változatlan marad, hiszen a munkavégző képességük összességében is ugyanaz marad. Ezt alkalmazzuk akkor, ha egy elemben levő energia (a kémiai folyamatok hamar lezajlanak) kevés, tehát hamar kimerülne az áramforrás. Két elemmel növelni lehet a töltésmennyiséget.

Az előző leckében szóba került az áramkör. Ennek tulajdonságait majd később fogom feldolgozni,
"2. A fogyasztók soros és párhuzamos kapcsolása (31. oldal)" c. posztban.

Most csak az alkotórészeket vegyük sorra, mert ugye áramköröket ezekből kell összerakni. A korábbi posztban már írtam egy-két szót az áramforrásról, a vezetékről és a fogyasztóról. Ezek nélkül nincs áramkör.

Most ezeknek a leírását is megadom - a többi alkotóelemmel együtt.

Legfontosabb az áramforrás. Mert valaminek biztosítani kell a töltésmennyiséget és fenn is kell tartani a töltések áramlását. A legegyszerűbb, általatok is ismert (a gyerekjátékokból) áramforrás az elem. Szüleitek pedig biztos említették az aksit/akkumulátort, ami pedig az autóban szolgáltatja a töltéseket. Mindkét esetben tudjátok, hogy ezek LEMERÜLNEK, KIMERÜLNEK. Ez a szó azt jelenti, hogy a töltésmennyiség elfogyott az elemben, az aksiban. Több elemet összekapcsolva kapjuk a telepet. 

Amit még valószínűleg szintén tudtok, hogy ezek egyenáramot szolgáltatnak. Ez azt jelenti, hogy a töltések, töltéshordozók mindig ugyanabba az irányba áramlanak.

Ezzel szemben van a lakásotokban található áram váltakozó áram. Ezt tévesen, helytelenül váltóáramnak is szokták mondani. De ti ne használjátok a váltóáram kifejezést!

Az áramot azért használjuk, mert valami munkát akarunk vele végezni. Vagyis az áram energiájával valamilyen állapotváltozást (hő, fény, emelés, törés, szárítás, hang, ...) akartok elérni. Ezek mind az áram által termelt energiát fogyasztják. Ezért a fogyasztó az az eszköz, amin az áram valamilyen hatást kelt. Jól ismert fogyasztó az izzó. Ezen fényhatást és hőhatást vált ki az áram, az elektromosság.

Az áramforrást és a fogyasztót össze is kell kötni. Erre valók a vezetékek. Tehát a vezeték az elektromos áramot (a töltéshordozókat) a kívánt helyre szállítják, Korábban már tanultad (remélem!), hogy az anyagok vezetők vagy szigetelők lehetnek. Ezért a vezeték ugye a vezető tulajdonságú anyag, vagyis szinte az összes fém. A mindennapi gyakorlatban rezet vagy aluminiumot használnak - ez vált be. Lehetne vas vagy ólom is, de ezek nehezek, nehezen alakíthatók. Az izzólámpában például a wolframszál izzításával állítják elő a fényt. A vezeték sok helyen érintkezik a környezetével, hogy ne okozzon áramütést, ezt szigetelik. Erre való a műanyag, mint szigetelőanyag.

Ezzel kapcsolatban megemlítem a vezetékek fontos szerepét. Tehát ezek az áramot a kívánt helyre szállítják. A tankönyv 66. oldalán majd megtanuljuk, hogy nem mindegy, milyen vezetéket alkalmazunk ezen szállítás közben. A lakásban vékony rézvezetéket látsz. Az utcán, ujjnyi vastagságú a villanypóznán a vezeték, és a szántóföldön az úgynevetett nagyfesz kábel pedig több centiméter átmérőjű. A nyomtatott áramkörökben pedig hajszálvékony speciális ötvözet szállítja az áramot.
Ezek azért különböznek, mert az áramszállítás során veszteségek vannak, praktikusan melegszik a vezeték, tehát a kiinduló energia szétsugárzódik a környezetbe. A legkisebb veszteséget a különböző helyeken különböző anyagokkal és keresztmetszetekkel lehet elérni.

A lakásod tele van kapcsolóval. Világos, hiszen hol szeretnéd használni a fogyasztót, hol nem. Nyitott körben nem lehet, zárt áramkörben lehet használni az elektromosságot pl. a lámpa működtetésére.

Végül megemlítem az ellenállást. Minden fogyasztónak van ellenállása, hiszen gátolja a töltések áramlását. A vezetékek közül éppen azért választjuk azt, amelyik ellenállása szinte nulla, mert hogy ez így semmi sem akadályozza, késlelteti a töltésáramlást.
Ha megnézed a klasszikus villanykörtét, akkor látod, hogy a lámpában levő wolframszálon átmegy az áram, de annyira akadályozza a töltésáramlást, hogy fel is izzik - így világít - és még meleget is bocsát ki.
A szigetelő ellenállása pedig szinte végtelen, mert a szigetelőn nem halad át töltés.

Az előbbiek értelmében tehát az ellenállással szabályozni lehet a töltésáramlást, ezzel a töltések munkavégző képességét. (Ugye természetes, hogy munkát kell végezni, ha pl. melegíteni, izzítani akarod a vezetéket. A hajszárítóban is az ellenállás szabályozásával melegíted a kiáramló levegő hőmérsékletét.

Azt szintén tudjátok, láttjátok, hogy az áramkörök bonyolultak tudnak lenni. Ezek összeállítását nehéz szavakkal leírni, ezért rajzokat alkalmaznak. A rajz teljesen egyértelmű minden szakember számára, tehát az áramkörök szemléltetésére, bemutatására jelöléseket, ábrákat alkalmaznak az ú.n. kapcsolási rajzokon. A tankönyv 16. oldalán is van egy ilyen jelmagyarázat. A kis ikonok az egyes áramköri elemeket ábrázolják. Ezeket nem kell megtanulnotok. Elég, ha tudjátok miről van szó és az elektromosságról szóló kézikönyvben kikeresitek, ha szükséges.

A két rajz ugyanazt az áramkört jeleníti meg. Látod a megfelelő elemeket?

Ez egy tipikus rövidzárlat. Ha az izzót kézzel, ügyetlenül csatlakoztatod az elemhez, akkor izzón nem folyik áram, nem világít. Csak az izzó külső fém részét kötöd össze két helyen és így kiiktatod az izzószálat, a fogyasztót. Az ábrán látható helyzet ezt a rövidzárlatot mutatja.

A jobb oldali ábrán látható rövidzárlatról kell még mindenképpen szót ejtenünk, ezt kell mindenképpen elkerülni. Rövidzárlat esetén az áramkörben erős áram folyik, mert nincs fogyasztó, amin az áram hatást váltana ki, munkát végezne. Tehát akadálytalanul áramlanak a töltéshordozók, melegedik a vezeték. Ahogy korábban írtam, az áramforrás két pólusa között töltéskülönbség, egyensúlytalanság van. Ez pedig íly módon akadály nélkül ki tud egyenlítődni, ami villámgyorsan el is kezdődik (a telep töltéshordozói elfogynak). A rövidzárlat árt a telepnek, hálózati áramkörökben pedig tüzet okozhat, ezért kerülendő.

Az áramkörök további részleteivel tehát az első mondatban említett posztban foglalkozom.

Láttad, hogy a két elektroszkóp összekötésével az egyikről a másikra töltéseket vittem át a tankönyv 1. kísérlete szerint.

A képen látható ennek az átvitelnek a magyarázata. Ezzel a demonstrációval térünk át a nyugvó elektromos töltések vizsgálatáról a mozgó töltésekre. Amint az előző posztban írtam, az egyszerűbb megismerése után kiterjeszthetjük a vizsgálatot a bonyolultabb jelenségre egy új változó, új összetevő, új ismeretlen bevonásával. Most mi a töltéseket mozgatjuk, ezzel bonyolítjuk a helyzetet.

Ha tehát az egyik elektroszkópot megdörzsölt műanyag rúd segítségével folyamatosan töltjük, akkor ez az összekötő rúd a töltések igen nagy részét a másikra viszi át, tehát fenntartjuk a töltésáramlást.

Ha a rúd dörzsölésénél jobb hatékonyságú eszközt, pl. egy elemet használunk, akkor a töltésáramlás már folyamatos, egyenletes és főleg TARTÓS lesz. A fizikában a töltések tartósan fennmaradó áramlását biztosító eszközt áramforrásnak hívjuk.

Tehát az előbbi elem egy áramforrás.

Így néz ki belülről a laposelem. Három darab 1,5 V-os elem van összekötve benne. Ha ezen elem két kivezetése közé egy kis izzót tesztek, akkor - az világítani fog, - létrehoztatok egy zárt áramkört.

Elegánsabb és demonstratívabb, ha vezetékkel kötitek össze az áramforrást és a fogyasztót (=izzó). A zárt áramkör mindenképpen szükséges részei tehát

Ha ezt kibővítjük, akkor elsősorban kapcsolót kell bekötni, hogy egyszerűen, a vezetékek bontogatása nélkül is szabályozni tudjuk, égjen a lámpa, vagy sem. A nyitott állapotú kapcsolót tartalmazó áramkört nem meglepő módon nyitott áramkörnek hívjuk.

Az elektromosságtanban ezeket az ú.n. áramköri elemeket egy ikonnal lehet egyértelműen lerajzolni – ahogy mondani szokták, egy kép/rajz többet mond ezer szónál. Nem kell minden ikont megtanulni, a következő posztban lerajzolom azt a pár jelet, ami nekünk kell az elektromosságtani feladatok megoldásához. Bemelegítésnek itt a fenti 6 ikon.

A töltésáramlással kezdtünk, térjünk vissza ide. A töltések egyirányú, rendezett áramlását elektromos áramnak nevezzük. Lényeges az egyirányú – ez természetes, és a rendezett is, mert az el. áram a lassú folyóhoz hasonlít, nem pedig a hegyi patakhoz. A hegyi patak szabályozatlan, feltorlódik, néha visszafelé áramlik, örvényes. Nem alkalmas az iparszerű, mindennapos felhasználásra. Márpedig az árammal akarjuk működtetni a lakásunk, gyáraink gépeit, fogyasztóit. Sőt a klimaváltozást átélve egyre gyakrabban a légkondicionálót.

Ha pedig töltésáramlásról, folyóról beszélünk, akkor legelső mérhető fogalom ugye a vízhozam lehet. Ez az áramkörben a töltésmennyiségtől függ. A töltésmennyiségről már írtam. Lapozz vissza, ha nem emlékszel, mi is az.

Tehát az áramforrás (az elem) és az elemlámpa összekapcsolásával áramkört hozunk létre. 2 elemmel jobban világít a lámpa, hárommal még ennél is erősebben.
Mi magyarázza a fényesség növekedését? Az elemből kibocsátott töltés 2x, 3x erősebb! => az áramfolyamnak ereje van. => bevezetjük az áramerősség fogalmát. Jele I. SI mértékegysége az amper.
1 A = 1000 mA. 1000 A = 1kA 

Definíció: Az egységnyi idő alatt a vezető keresztmetszetén átfolyó töltésmennyiség az áramerősség.  (!!! vezető, mert nem csak a vezetéken, hanem pl. az izzón, a hajszárítón, bármely háztartási fogyasztón átfolyó áramnak is van erőssége)

1 Amper (A) az áramerősség, ha 1 coulomb (C) töltésmennyiség folyik át a vezeték keresztmetszetén.

Nézzük meg akkor, hogy mérik az áramerősséget. Nem meglepő, ampermérővel mérik. Az ampermerőt úgy kell az áramkörbe iktatni, hogy a műszeren átfolyjon a mérendő áram. Ahol az áramerősséget mérni akarjuk, ott az áramkört megszakítjuk, és az összeköttetést az ampermérőn keresztül helyreállítjuk.

Ezzel újból egy fontos természettudományos elvet tudunk kielemezni. A mérést úgy kell végrehajtani, hogy a mérőműszer ne befolyásolja magát a mérendő mennyiséget, fizikai jelenséget. Tehát az ampermérőnek nem szabad a töltések áramlását befolyásolnia. Nem szabad az adott vezető keresztmetszetén átfolyó töltésmennyiség áramlását, időegység alatti mennyiségét megváltoztatni. Akkor ugyanis nem a valódi értéket kapnánk.
Ha azt akarod megmérni, mekkora súlyt vagy képes felemelni, akkor nem szabad a súlyt egy csigára kötött kötéllel is emelni. Ha ezt teszed, akkor becsapod magad, nem a korrekt eredményt kapod, nem tudsz ezen (cinkelt) mérési eredmény alapján képet kapni az erőállapotodról.

A fentiek miatt az ampermérőnek nem szabad fogyasztóként viselkedni, nem szabad a töltések mennyiségét vagy áramlási sebességét megváltoztatni. Két leckével később már meg fogod érteni, mivel lehet ezt elérni, milyen tulajdonságúnak kell lennie az ampermérőnek.

Az áramerősség kapcsán még egy fogalmat kell megbeszélnünk; az áram irányát. Rögzítsed, tanuld meg, hátha szükséged lesz rá: A valódi, a fizikai áramirány a negatív töltéshordozók (elsősorban az elektronok) áramlásának iránya! Ezzel ellentétes korábban vélt (helytelen) a technikai, vagy megállapodás szerinti áramirány.

Demonstráció ampermérő műszerrel:  Kapcsolási rajzon így néz ki az árammérő bekötése. Ezt soros kapcsolásnak hívjuk, mert sorban egymás után kötjük az eszközöket. Mindig SOROSAN KELL az áramkörbe kapcsolni az ampermérőt, mert ugyanannyinak kell lenni rajta a töltésmennyiségnek, mint az áramfolyamban!

A jobb oldali ábra az ampermérő kezelőlapját mutatja. Figyelni a méréshatárra és arra, hogy fogyasztó nélkül nem szabad használni - rövidzár (zárlat) keletkezik. !!!Polaritás!!! A piros nyíl azt emeli ki, hogy az áramforrás/telep/elem pozitív sarkáról jövő vezetéket kell ebbe a csatlakozóba dugni!

A kijelzőn látható V-A azt jelenti, hogy V*-ot is és A-t is, tehát feszültséget* és áramerősséget egyaránt mérhetünk ezzel az egy műszerrel. Attól függ, hogy a bal oldalra eső két csatit használom az áramkör negatív oldaláról vagy a jobb oldalit. 30 Voltig* és 3 Amperig gond nélkül mérhetek. Ha nem tudjuk, milyen értéket (akár V*, akár A) fogunk kapni a mérés során, akkor a nagyobb méréshatárt jelentő lyukat KELL használni (érinteni és nem beledugni!) és csak egy pillanatra! Ha ekkor a mutató a skálából nem szalad ki, azután lehet bedugni a csatlakozót.

* A feszültségről, aminek jele a V a következő órán lesz szó.

A méréshatár és a skála összefüggése:
Ha a 3 A-es csatlakozót választjuk: A 3 A-es méréshatár felel meg a skála 6-os értékének, ami kétszeres arányosság. Vagyis pl. a rajzon látható 4,2 mutatóállás a 2,1 A valódi értékhez tartozik.

Ha a 0,6 A-es csatlakozót választjuk: A 0,6 A-es méréshatár felel meg a skála 6-os értékének, ami tizedszeres arányosság. Vagyis pl. a rajzon látható 4,2 mutatóállás a 0,42 A valódi értékhez tartozik.
Vagyis az előbbi esetekben 2,1 A, ill. 0,42 A (=420 mA) az áramkörben kimért valódi érték.

Ahogy szokták mondani, már a régi görögök is ....

Nos a görögök felfedezték, hogy bizonyos anyagok vonzzák vagy taszítják egymást a feltöltés (dörzsölés) után. De baj volt, hogy hamar elveszítették az anyagok ezt a tulajdonságukat, így 'ipari' felhasználásra nem került sor. A pozitív és a negatív töltéseket már megfigyelték és a köztük levő vonzást és taszítást már leírták. De megmaradt a görög tudósok leírásában és a XV.-XVI. században merült fel újra ez a téma.
Az elektromosságot a középkorban az anyag alaptulajdonságának tartották és valamilyen pozitív töltésű folyadék áramlásával magyarázták. Ezt az atommodell megalkotása után megcáfolták és kísérleti úton bizonyították, hogy az elektromosság az atomi alkotórészek mozgásával van kapcsolatban.

Már írtam az előző posztban (leckében) ezt az előbbieket az atomról. Nézd meg, ha nem emlékszel rá. Most egy ÁLTALÁNOS természettudományos, illetve mérnöki-műszaki elvet emelek ki.

FONTOS: Amikor a világot, a környezetét megismerni akaró (kíváncsi) ember valamilyen kérdést meg akar válaszolni, valamit meg akar ismerni, valamit tanulmányozni akar, akkor a legegyszerűbbel kezdi, a legkevesebb ismeretlennel, az átlátható, ismert körülményekkel kezdi. Ha itt már tisztázta a helyzetet, megválaszolta a kérdéseket, akkor megy tovább az ember - és ehhez nem kell tudósnak lenni. Tehát az alapvető ismeretek megszerzése után lehet újabb változót, újabb ismeretlen tényezőt bevezetni.
Konkrétan ebben a témában: Ha ismert a dörzsölés hatása, ki tudjuk mutatni a töltéseket, meg tudjuk magyarázni a jelenségeket, akkor lépünk egyet a bonyolultabb felé. Például sok különböző anyaggal is elvégezzük a kísérleteket. Vagy a dörzsölés időtartamának a taszító, vonzó hatás erősségével való kapcsolatát vizsgáljuk. Vagy azt, hogy meddig marad meg a töltés az összedörzsölt anyagokban. Megmérhetjük a vonzás, taszítás erősségét a tömeg, a feltöltött testek távolságának függvényében. ...

Ezért kezdjük/kezdtük mi is a nyugvó töltésekkel, mint tettük azt tavaly az egyenes vonalú egyenletes mozgással. Nos az a múltkor kiderült, hogy minden anyag alapvetően és eredendően semleges, de sok anyag elektromos állapotba hozható.

Honnan lehet felismerni, mi is az elektromos állapot? Hát amikor az anyagok, testek - érintkezés nélkül is - vonzzák vagy taszítják egymást. Mi okozza az elektromos állapotot? Hát ezek szerint a töltések. Bővebben: elektronhiány ( + ) vagy elektrontöbblet ( - ) vagy ezek egyensúlya ( semleges).

TEHÁT: Háromféle elektromos állapot van és kétféle elektromos töltés van: a pozitív és a negatív.

Írtam az előző posztban, hogy épp az érintkezés nélküli erőhatás miatt kellett bevezetni az elektromos erőtér fogalmát. Mert ezek a feltöltött anyagok/testek egymástól 1-2 cm. vagy 20-25 cm. távolságból is kifejtik vonzó, taszító erőhatásukat.

Az elektromos állapotot az elektroszkóppal lehet igen könnyen, látványosan kimutatni. Erről érdemes a tankönyvben olvasni. Érthető és egyértelmű mondatok, rajzok vannak ott a leckében. Az elektroszkóp kis nyelve azért tér ki, fordul el, mert a nyelv és a tartóoszlopa azonos töltésű, tehát a két alkatrész taszítja egymást.

Azt láttuk, hogy a töltések hol mozognak, hol nem. Az anyagok hol vezetik a töltéseket, hol nem. Emiatt az anyagokat az elektromos vezetés szempontjából két osztályba soroljuk. Azokat, amelyek vezetik a töltéseket, vezetőnek hívjuk, amelyek nem, azokat szigetelőnek.

Vigyázz a szigetelő anyaggal, mert el tudja veszíteni ezt a szigetelő tulajdonságát!

A levegő (üveg, beton) kis töltésmennyiségeknél szigetel, de nagy töltésmennyiségnél már átüt, vagyis vezetőként viselkedik. Ezt látjuk, amikor két fémgömböt teszünk egymás mellé pár centiméter távolságra, majd az egyiket azonos nemű töltésekkel feltöltjük. Sokáig nem történik semmi, azután hirtelen szikra, szikrák pattannak ki belőle a másik felé.

Becsapós kérdés: Felöltődhet-e elektrosztatikusan egy vastömb? Mivel a vas fém és elektronjai erősen kötődnek az atommagjaihoz, ezek bizony nem szakíthatók le. Tehát nem lehet sztatikus elektromos állapotba hozni a vasat.