Ηλεκτρισμός: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας Ετικέτες: Χειροκίνητη αναστροφή Οπτική επεξεργασία Επεξεργασία από κινητό Διαδικτυακή επεξεργασία από κινητό |
||
| (39 ενδιάμεσες εκδόσεις από 27 χρήστες δεν εμφανίζονται) | |||
Γραμμή 1:
{{Ηλεκτρομαγνητισμός}}
[[Αρχείο:Lightning3.jpg|thumb|right|Οι [[κεραυνός|κεραυνοί]] είναι [[ηλεκτρική εκκένωση|ηλεκτρικές εκκενώσεις]], ένα από τα πιο δραματικά φαινόμενα του ηλεκτρισμού.]]
Ο '''ηλεκτρισμός''' είναι ένας «γενικός» όρος.
▲Ο '''ηλεκτρισμός''' είναι ένας «γενικός» όρος περιλαμβάνει τα «ηλεκτρικά φαινόμενα», δηλαδή ένα [[σύνολο]] από [[φυσική|φυσικά]] φαινόμενα που σχετίζονται με την παρουσία και τη ροή ηλεκτρικού φορτίου. Ο ηλεκτρισμός δίνει με μια ευρεία ποικιλία από πολύ γνωστά φαινόμενα, όπως οι [[αστραπή|αστραπές]], ο [[στατικός ηλεκτρισμός]], η [[ηλεκτρομαγνητική επαγωγή]] και το [[ηλεκτρικό ρεύμα]]. Επιπρόσθετα, ο ηλεκτρισμός μαζί με τον [[μαγνητισμός|μαγνητισμό]] αποτελούν την ενιαία έκφραση του [[Ηλεκτρομαγνητισμός|ηλεκτρομαγνητισμού]], μιας από τις τέσσερις [[θεμελιώδης αλληλεπίδραση|θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις]], και μαζί επιτρέπουν τη δημιουργία και τη μετάδοση της [[ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία|ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας]], όπως για παράδειγμα τα [[ραδιοκύματα]]. Τα ηλεκτρικά φορτία παράγουν [[ηλεκτρομαγνητικό πεδίο|ηλεκτρομαγνητικά πεδία]], που αλληλεπιδρούν με άλλα ηλεκτρικά φορτία.
== Επιμέρους θέματα του ηλεκτρισμού ==▼
Ο όρος '''ηλεκτρισμός''' αναφέρεται σε πολλά επί μέρους θέματα, τα οποία εξηγούνται καλύτερα με πιο ακριβείς όρους, οι κυριότεροι από τους οποίους είναι οι ακόλουθοι<ref>Εδώ, στην εισαγωγή του άρθρου, αναφέρονται επιγραμματικά. Για περισσότερες σχετικές πληροφορίες δείτε παρακάτω και στα οικεία άρθρα, μέσω των υπερσυνδέσεων.</ref>:▼
* [[Ηλεκτρικό φορτίο]]: Είναι μια ιδιότητα κάποιων [[άτομο|υποατομικών]] σωματιδίων, που καθορίζει τις ηλεκτρομαγνητικές τους αλληλεπιδράσεις. Η ηλεκτρικά φορτισμένη [[ύλη]] δημιουργεί και αλληλεπιδρά με ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Μετριέται σε [[Κουλόμπ (μονάδα μέτρησης)|κουλόμπ]] (C ή Cb).▼
* [[Ηλεκτρικό ρεύμα]]: Η κίνηση ή η ροή ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων. Μετριέται σε [[Αμπέρ (μονάδα μέτρησης)|αμπέρ]] A).▼
* [[Ηλεκτρικό πεδίο]]: Ένας εξαιρετικά απλός τύπος ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, που παράγεται από ένα ηλεκτρικό φορτίο ακόμη κι αν είναι ακίνητο. Το ηλεκτρικό πεδίο παράγει ζεύγη [[δύναμη|δυνάμεων]] αλληλεπίδρασης με κάθε άλλο ηλεκτρικό φορτίο που βρίσκεται μέσα στην περιοχή του. Η κίνηση ενός ηλεκτρικού φορτίου παράγει επιπλέον ένα [[μαγνητικό πεδίο]].▼
* [[Ηλεκτρικό δυναμικό]]: Είναι η δυνατότητα ενός ηλεκτρικού πεδίου να δημιουργήσει δυνάμεις αλληλεπίδρασης σε άλλα ηλεκτρικά φορτία. Μετριέται τυπικά σε [[Βολτ]] (V).▼
* [[Ηλεκτρομαγνήτης|Ηλεκτρομαγνήτες]]: Τα ηλεκτρικά ρεύματα παράγουν μαγνητικά πεδία και τα κινούμενα μαγνητικά πεδία παράγουν ηλεκτρικά ρεύματα.▼
Η [[ηλεκτρολογική μηχανική]] αναπτύσσει και μελετά τις πρακτικές εφαρμογές του ηλεκτρισμού και φυσικά μεγέθη, όπως για παράδειγμα:▼
* [[Ηλεκτρική ισχύς]]: Η [[ενέργεια]] που ένα ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιεί για να ενεργοποιήσει ένα μηχανισμό.▼
* [[Ηλεκτρονική]]: Ασχολείται με [[ηλεκτρικό κύκλωμα|ηλεκτρικά κυκλώματα]] που ασχολούνται με ενεργά ηλεκτρικά εξαρτήματα, όπως [[σωλήνας κενού|σωλήνες κενού]], [[κρυσταλλολυχνία|κρυσταλλολυχνίες]], [[δίοδος|διόδους]], [[ολοκληρωμένο κύκλωμα|ολοκληρωμένα κυκλώματα]], και σχετικές παθητικές [[τεχνολογία διασύνδεσης|τεχνολογίες διασύνδεσης]].▼
Τα ηλεκτρικά φαινόμενα έχουν αρχίσει να μελετούνται από την [[Αρχαιότητα]]. Ιστορικά ως έννοια έχει τις ρίζες του στην παρατήρηση του [[Θαλής ο Μιλήσιος|Θαλή του Μιλήσιου]] (περίπου το [[600 π.Χ.]]) ότι κομμάτι ήλεκτρου ([[κεχριμπάρι]]) που τρίβεται σε ξηρό [[ύφασμα]] έλκει μικρά κομμάτια [[άχυρο|άχυρου]]. Εξ ου και η ονομασία «ηλεκτρισμός», δηλαδή το φαινόμενο που παρατηρείται στο ήλεκτρο. Η ονομασία αυτή του συνόλου των σχετικών φαινομένων άρχισε να χρησιμοποιείται από το [[1600]] περίπου. Όμως τα ουσιαστικά βήματα της επιστήμης που οδήγησαν σταδιακά σε πρακτικές τεχνολογικές καινοτομίες άρχισαν ουσιαστικά από το [[17ος αιώνας|17<sup>ο</sup> αιώνα]]. Οι ίδιες οι πρακτικές εφαρμογές αυτού του κλάδου της επιστήμης άρχισαν να αναπτύσσονται στα τέλη του [[19ος αιώνας|19<sup>ου</sup> αιώνα]]. Η ταχύρυθμη ανάπτυξη της ηλεκτρικής τεχνολογίας, με εφαρμογές και στο [[βιομηχανία|βιομηχανικό]] και στον οικιακό τομέα, μετέβαλλε αρκετά τις ανθρώπινες [[κοινωνία|κοινωνίες]], χάρη στην εξαιρετική ευελιξία της [[ηλεκτρική ενέργεια|ηλεκτρικής ενέργειας]], να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα σχεδόν απεριόριστο σύνολο εφαρμογών που περιλαμβάνουν τις μεταφορές, τη θέρμανση, το φωτισμό, τις επικοινωνίες, και τέλος τον υπολογισμό, την αποθήκευση και τη μετάδοση πληροφοριών. Η ηλεκτρική ενέργεια είναι η «ραχοκοκκαλιά» της σύγχρονης βιομηχανικής κοινωνίας, αλλά και της ακόμη πιο σύγχρονης κοινωνίας της πληροφορίας<ref>Jones, D.A. (1991), "Electrical engineering: the backbone of society", Proceedings of the IEE: Science, Measurement and Technology 138 (1): 1–10, doi:10.1049/ip-a-3.1991.0001</ref>.
== Ιστορία ==
===Αρχαιότητα===
[[Αρχείο:Thales.jpg|right|thumb|170px|[[Θαλής ο Μιλήσιος]].]]
Πολύ πριν γίνει (τεκμηριωμένα) γνωστή στην ανθρωπότητα οποιαδήποτε γνώση περί ηλεκτρισμού, υπήρξαν στην αρχαιότητα άνθρωποι
Οι αρχαίοι πολιτισμοί γύρω από τη [[Μεσόγειος Θάλασσα|Μεσόγειο]] ήξεραν ότι κάποια αντικείμενα, όπως ράβδοι από κεχριμπάρι, όταν τριφτούν με κάποιο κατάλληλο υλικό όπως, για παράδειγμα, το τρίχωμα της [[γάτα|γάτας]], έλκουν ελαφρά αντικείμενα, όπως τα πούπουλα. Ο Θαλής ο Μιλήσιος έκανε μια σειρά από παρατηρήσεις πάνω στο στατικό ηλεκτρισμό, γύρω στο [[600 π.Χ.]], από τις οποίες πίστευε ότι η [[τριβή]] μετατρέπει (προσωρινά) το κεχριμπάρι σε ένα είδος [[μαγνήτης|μαγνήτη]], σε αντιδιαστολή με κάποια [[ορυκτά]], όπως ο [[μαγνητίτης]], που είναι μόνιμοι μαγνήτες, χωρίς να χρειάζονται τριβή<ref name="stewart">Stewart, Joseph (2001), Intermediate Electromagnetic Theory, World Scientific, p. 50, ISBN 981-02-4471-1
Γραμμή 34 ⟶ 16 :
[[Αρχείο:Franklin-Benjamin-LOC.jpg|right|thumb|150px|[[Βενιαμίν Φραγκλίνος]].]]
===18<sup>oς</sup> & 19<sup>ος</sup> αιώνας===
Περαιτέρω εργασία διενεργήθηκε από τον [[Ότο φον Γκέρικε]]
Το [[1791]], ο [[Λουίτζι Γκαλβάνι]]
</ref>. Η [[μπαταρία]] ή [[ηλεκτρική στήλη]] (''voltaic pile'') του [[Αλεσάντρο Βόλτα]]
Ενώ στις αρχές του 19<sup>ου</sup> αιώνα παρατηρήθηκε ταχεία πρόοδος στην ηλεκτρική επιστήμη, στα τέλη του 19<sup>ου</sup> αιώνα παρατηρήθηκε η μεγαλύτερη πρόοδος στην [[Ηλεκτρολόγος μηχανικός|ηλεκτρική μηχανική]]. Άνθρωποι όπως ο [[Αλεξάντερ Γκράχαμ Μπελ]]
Το [[1887]], ο [[Χάινριχ Χερτζ]]
|first = Francis|last = Sears, ''et al.''|title = University Physics, Sixth Edition|publisher = Addison Wesley|year = 1982|isbn = 0-201-07199-1}}
</ref><ref name="Hertz1887">{{cite journal
===
Το [[1905]], ο [[Άλμπερτ Αϊνστάιν]] δημοσίευσε ένα φυλλάδιο που εξηγούσε πειραματικά δεδομένα από το [[φωτοηλεκτρικό φαινόμενο]] ως αποτέλεσμα της επίδρασης της [[Ενέργεια|ενέργειας]] του [[Φως|φωτός]] που μεταφέρεται σε διακριτά [[Κβάντο|κβαντισμένα]] πακέτα, ενεργοποιώντας [[Ηλεκτρόνιο|ηλεκτρόνια]]. Αυτή η ανακάλυψη οδήγησε την «κβαντική επανάσταση». Ο Αϊνστάϊν βραβεύθηκε με το [[Βραβείο Νόμπελ Φυσικής]] του [[1921]] για αυτήν την ανακάλυψη<ref>John Sydney Blakemore, ''Solid state physics'', pp.1-3, Cambridge University Press, 1985 <nowiki>ISBN 0-521-31391-0</nowiki>.</ref>. Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο επίσης εμπλέκεται στα [[Φωτοκύτταρο|φωτοκύτταρα]] και στα [[φωτοβολταϊκά]] και με αυτές τις μορφές χρησιμοποιήθηκε συχνά σε εμπορικά αξιοποιήσιμες εφαρμογές.
Η πρώτη [[ηλεκτρονική συσκευή στερεάς κατάστασης]] ήταν ο «[[ανιχνευτής σύρμα γάτας]]», που χρησιμοποιήθηκε τη δεκαετία του [[1900]] σε δέκτες [[Ραδιοκύματα|ραδιοσημάτων]]. Ένα μυστακοειδές σύρμα τοποθετούνταν σε ελαφρά επαφή με ένα [[στερεό]] [[Κρύσταλλος|κρύσταλλο]] (όπως ένας κρύσταλλος [[Γερμάνιο|γερμανίου]]) με σκοπό να ανιχνευθεί ένα σήμα ραδιοκυμάτων με το φαινόμενο διασταύρωσης<ref>"[http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/solid+state Solid state]", ''The Free Dictionary.''</ref>. Σε συστατικά στερεής κατάστασης το φαινόμενο επιβεβαιώνεται τόσο στερεά χημικά στοιχεία και ενώσεις που διαμορφώνονται ειδικά στο να
Η
▲Η πρώτη [[ηλεκτρονική συσκευή στερεάς κατάστασης]] ήταν ο «[[ανιχνευτής σύρμα γάτας]]», που χρησιμοποιήθηκε τη δεκαετία του [[1900]] σε δέκτες [[Ραδιοκύματα|ραδιοσημάτων]]. Ένα μυστακοειδές σύρμα τοποθετούνταν σε ελαφρά επαφή με ένα [[στερεό]] [[Κρύσταλλος|κρύσταλλο]] (όπως ένας κρύσταλλος [[Γερμάνιο|γερμανίου]]) με σκοπό να ανιχνευθεί ένα σήμα ραδιοκυμάτων με το φαινόμενο διασταύρωσης<ref>"[http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/solid+state Solid state]", ''The Free Dictionary.''</ref>. Σε συστατικά στερεής κατάστασης το φαινόμενο επιβεβαιώνεται τόσο στερεά χημικά στοιχεία και ενώσεις που διαμορφώνονται ειδικά στο να εφαρμώζουν και να διακόπτουν την παροχή του έτσι παραγώμενου ηλεκτρικού ρεύματος. Το ηλεκτρικό ρεύμα διαδίδεται με δυο κατανοητές μορφές: α) Με αρνητκά φορτισμένα ηλεκτρόνια και β) με θετικά φορτισμένα ηλεκτρονιακά κενά, που ονομάζονται «τρύπες». Αυτά τα φορτία και οι τρύπες είναι κατανοητά σε όρους κβαντικής φυσικής. Το δομικό υλικό αυτών είναι συχνά ένας κρυσταλλικός [[ημιαγωγός]]<ref>John Sydney Blakemore, ''Solid state physics'', pp.1-3, Cambridge University Press, 1985 <nowiki>ISBN 0-521-31391-0</nowiki>.</ref><ref>Richard C. Jaeger, Travis N. Blalock, ''Microelectronic circuit design'', pp.46-47, McGraw-Hill Professional, 2003 <nowiki>ISBN 0-07-250503-6</nowiki>.</ref>.
▲Η ηλεκτρονιική συσκευή στερεάς κατάστασης οδήγησε από μόνη της στην εφεύρεση της [[Τρανζίστορ|κρυσταλλοτριόδου]] το [[1947]]. Οι συνηθισμένες ηλεκτρονικές συσκευές στερεάς κατάστασης συμπεριλαμβάνουν τις κρυσταλλοτριόδους, τους [[Μικροεπεξεργαστής|μικροεπεξεργαστές]], και τις μονάδες [[Μνήμη τυχαίας προσπέλασης|μνήμης τυχαίας προσπέλασης]]. Ένας εξειδικευμένος τύπος μνήμης τυχαίας προσπέλλασης περιλαμβάνει τις [[Μνήμη φλας|μνήμες φλας]] που χρησιμοποιούνται στις [[Μνήμη USB|μνήμες USB]] και (πιο πρόσφατα) σε [[Οδηγός στερεής κατάστασης|οδηγούς στερεής κατάστασης]] (''solid state drives''), που χρησιμοποιούνται για να αντικαταστήσουν τους μηχανικά περιστερφώμενους μαγνητικούς [[Σκληρός δίσκος|σκληρούς δίσκους]]. Οι ηλεκτρονικές συσκευές στερεής κατάστασης επικράτησαν τις δεκαετίες του [[1950]] και του [[1960]], κατά τη διάρκεια της μετάβασης από τις [[Ηλεκτρονική λυχνία|ηλεκτρονικές λυχνίες]] στις ημιαγωγικές [[Δίοδος|διόδους]], στις κρυσταλλοτριόδους, στα [[Ολοκληρωμένο κύκλωμα|ολοκληρωμένα κυκλώματα]]
(IC) και στις [[Δίοδος εκπομπής φωτός|διόδους εκπομπής φωτός]] (LED).
▲== Επιμέρους θέματα του ηλεκτρισμού ==
== Ηλεκτρικό φορτίο ==▼
▲Ο όρος '''ηλεκτρισμός''' αναφέρεται σε πολλά επί μέρους θέματα, τα οποία εξηγούνται καλύτερα με πιο ακριβείς όρους, οι κυριότεροι από τους οποίους είναι οι ακόλουθοι<ref>Εδώ, στην εισαγωγή του άρθρου, αναφέρονται επιγραμματικά. Για περισσότερες σχετικές πληροφορίες δείτε παρακάτω και στα οικεία άρθρα, μέσω των υπερσυνδέσεων.</ref>:
▲* [[Ηλεκτρικό φορτίο]]: Είναι μια ιδιότητα κάποιων [[άτομο|υποατομικών]] σωματιδίων, που καθορίζει τις ηλεκτρομαγνητικές τους αλληλεπιδράσεις. Η ηλεκτρικά φορτισμένη [[ύλη]] δημιουργεί και αλληλεπιδρά με ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Μετριέται σε [[Κουλόμπ (μονάδα μέτρησης)|κουλόμπ]] (C ή Cb).
▲* [[Ηλεκτρικό ρεύμα]]: Η κίνηση ή η ροή ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων. Μετριέται σε [[Αμπέρ (μονάδα μέτρησης)|αμπέρ]] A).
▲* [[Ηλεκτρικό πεδίο]]: Ένας εξαιρετικά απλός τύπος ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, που παράγεται από ένα ηλεκτρικό φορτίο ακόμη κι αν είναι ακίνητο. Το ηλεκτρικό πεδίο παράγει ζεύγη [[δύναμη|δυνάμεων]] αλληλεπίδρασης με κάθε άλλο ηλεκτρικό φορτίο που βρίσκεται μέσα στην περιοχή του. Η κίνηση ενός ηλεκτρικού φορτίου παράγει επιπλέον ένα [[μαγνητικό πεδίο]].
▲* [[Ηλεκτρικό δυναμικό]]: Είναι η δυνατότητα ενός ηλεκτρικού πεδίου να
▲* [[Ηλεκτρομαγνήτης|Ηλεκτρομαγνήτες]]: Τα ηλεκτρικά ρεύματα παράγουν μαγνητικά πεδία και τα κινούμενα μαγνητικά πεδία παράγουν ηλεκτρικά ρεύματα.
▲Η [[ηλεκτρολογική μηχανική]] αναπτύσσει και μελετά τις πρακτικές εφαρμογές του ηλεκτρισμού και φυσικά μεγέθη, όπως για παράδειγμα:
▲* [[Ηλεκτρική ισχύς]]: Η [[ενέργεια]] που ένα ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιεί για να ενεργοποιήσει ένα μηχανισμό.
▲* [[Ηλεκτρονική]]: Ασχολείται με [[ηλεκτρικό κύκλωμα|ηλεκτρικά κυκλώματα]] που ασχολούνται με ενεργά ηλεκτρικά εξαρτήματα, όπως [[σωλήνας κενού|σωλήνες κενού]], [[κρυσταλλολυχνία|κρυσταλλολυχνίες]], [[δίοδος|διόδους]], [[ολοκληρωμένο κύκλωμα|ολοκληρωμένα κυκλώματα]], και σχετικές παθητικές [[τεχνολογία διασύνδεσης|τεχνολογίες διασύνδεσης]].
▲=== Ηλεκτρικό φορτίο ===
{{Κύριο|Ηλεκτρικό φορτίο}}
[[Αρχείο:Electroscope.svg|thumb|Το ηλεκτρικό φορτίο σε ένα [[ηλεκτροσκόπιο]] [[Χρυσός|χρυσού]] - [[Μόλυβδος|μολύβδου]] προκαλεί τα διαφορετικά μεταλλικά φύλλα φαινομενικά να απωθούνται μεταξύ τους.]]
Η παρουσία ηλεκτρικού φορτίου σε δυο τουλάχιστον σώματα (που έχουν πλησιάσει μεταξύ τους) προκαλεί την εμφάνιση ενός ζεύγους ηλεκτροστατικών δυνάμεων μεταξύ τους. Το φαινόμενο αυτό ήταν γνωστό, αν και όχι και κατανοητό, από την [[Αρχαιότητα]]<ref name="uniphysics2">{{Citation
|first = Francis|last = Sears, ''et al.''|title = University Physics, Sixth Edition|publisher = Addison Wesley|year = 1982|isbn = 0-201-07199-1}}
</ref>. Μια ελαφριά [[σφαίρα]] που κρέμεται από ένα νήμα μπορεί να φορτιστεί ηλεκτρικά με την επαφή της με μια [[Γυαλί|γυάλινη]] ράβδο που έχει φορτιστεί με τη σειρά της με την τριβή της με ένα κομμάτι [[ύφασμα]]. Μια παρόμοια σφαίρα που φορτίζεται με παρόμοιο τρόπο απωθείται από την πρώτη (αν πλησιάσουν μεταξύ τους). Εμφανίζεται δηλαδή ένα ζεύγος ηλεκτροστατικών δυνάμεων που εφαρμόζεται στις δυο σφαίρες και τείνει να τις απομακρύνει. Το ίδιο συμβαίνει αν οι δυο σφαίρες φορτιστούν από μια όμοια φορτισμένη ράβδο από [[κεχριμπάρι]]. Αλλά αν η μια σφαίρα φορτιστεί από γυάλινη ράβδο και η άλλη από κεχριμπαρένια τότε οι δυο σφαίρες έλκονται μεταξύ τους αντί να απωθούνται. Αυτά τα φαινόμενα έχουν ερευνηθεί στα τέλη του [[19ος αιώνας|19<sup>ου</sup> αιώνα]] από το [[Σαρλ Ωγκυστέν ντε Κουλόμπ]], που έδειξε ότι η ίδια δύναμη εμφανίζεται σε δυο αντίθετες κατευθύνσεις. Η ανακάλυψη αυτή οδήγησε στο πολύ γνωστό [[αξίωμα]]: «'''''Τα ομώνυμα φορτία απωθούνται και τα ετερώνυμα φορτία έλκονται'''»''. Αυτό οφείλεται στη δύναμη που δημιουργείται μεταξύ τους. Το μέτρο της δύναμης που ασκείται δίνεται από το [[Νόμος του Κουλόμπ|Νόμο του Κουλόμπ]].
Το ηλεκτρικό φορτίο (γενικά) είναι μια ιδιότητα κάποιων [[σωματίδιο|υποατομικών σωματιδίων]], όπως των [[ηλεκτρόνιο|ηλεκτρονίων]] και των [[πρωτόνιο|πρωτονίων]], τα οποία αλληλεπιδρούν μέσω ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και δημιουργούν ελκτικές ή απωστικές δυνάμεις μεταξύ τους. Είναι υπεύθυνο για μια από τις τέσσερις [[θεμελιώδης αλληλεπίδραση|θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις]] της φύσης, την [[ηλεκτρομαγνητισμός|ηλεκτρομαγνητική]] και είναι μια διατηρούμενη ποσότητα της [[ύλη|ύλης]], η οποία {{ασαφές|μπορεί να [[κβάντωση|κβαντιστεί]]|σχόλιο=μπορεί; δεν είναι κβαντωμένη;}}. Υπάρχουν δύο είδη φορτίων: το ένα ονομάζεται ''θετικό'' και το άλλο ''αρνητικό''
=== Ηλεκτρικό δυναμικό ===
{{Κύριο|Ηλεκτρικό δυναμικό}}
Η διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ορίζεται ως το [[Έργο (φυσική)|έργο]] προς τη μονάδα του φορτίου που χρειάζεται να καταναλωθεί (ενάντια στις ηλεκτρικές δυνάμεις), ώστε να μετακινηθεί ένα θετικό σημειακό φορτίο αργά ανάμεσα στα δύο σημεία. Εάν το ένα από τα σημεία θεωρείται ως [[σημείο αναφοράς]] με δυναμικό ίσο με το μηδέν, τότε το ηλεκτρικό δυναμικό σε οποιοδήποτε σημείο ορίζεται ως το έργο που χρειάζεται προς τη μονάδα φορτίου για να μετακινηθεί ένα θετικό σημειακό φορτίο από το σημείο αναφοράς στο σημείο προσδιορισμού του δυναμικού. Για απομονωμένα φορτία, το σημείο αναφοράς είναι συνήθως το [[άπειρο]]. Το δυναμικό μετριέται σε [[Βολτ]] (1 Βολτ = 1 Τζάουλ/Κουλόμπ) Το ηλεκτρικό δυναμικό είναι ανάλογο της [[θερμοκρασία|θερμοκρασίας]]: υπάρχει διαφορετική θερμοκρασία για κάθε σημείο στο χώρο, και η κλίση της θερμοκρασίας δείχνει τη διεύθυνση και το μέτρο της δύναμης σε κάθε αλλαγή της θερμοκρασίας. Αντίστοιχα, υπάρχει ένα ηλεκτρικό δυναμικό σε κάθε σημείο στο χώρο, και η κλίση του δείχνει τη διεύθυνση και το μέτρο της δύναμης σε κάθε κίνηση φορτίου.
=== Ηλεκτρικό πεδίο ===
{{Κύριο|Ηλεκτρικό πεδίο}}
Η έννοια των ηλεκτρικών πεδίων εισήχθηκε από τον [[Μάικλ Φαραντέι]]. Η δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου δρα ανάμεσα σε δύο φορτία, με τον ίδιο τρόπο με τον οποίο η [[βαρύτητα|βαρυτική δύναμη]] δρα ανάμεσα σε δύο [[μάζα|μάζες]]. Το ηλεκτρικό πεδίο, όμως, είναι λίγο διαφορετικό. Η βαρυτική δύναμη εξαρτάται από τη μάζα δύο σωμάτων, ενώ η ηλεκτρική δύναμη από τα ηλεκτρικά φορτία αυτών. Ενώ η βαρύτητα μπορεί μόνο να έλξει δύο μάζες, η ηλεκτρική δύναμη μπορεί να είναι είτε ελκτική, είτε απωστική. Εάν και τα δύο φορτία είναι ίδιου προσήμου (π.χ. θετικά), τότε θα υπάρξει μια απωστική δύναμη μεταξύ τους. Εάν τα φορτία είναι αντίθετα, τότε η δύναμη θα είναι ελκτική ανάμεσα στα δύο αντικείμενα. Το μέτρο της δύναμης είναι αντιστρόφως ανάλογο του τετραγώνου της απόστασης των δύο σωμάτων και ανάλογο του γινομένου των μέτρων των φορτίων τους.
=== Ηλεκτρικό ρεύμα ===
{{Κύριο|Ηλεκτρικό ρεύμα}}
Γραμμή 85 ⟶ 81 :
Για ιστορικούς λόγους θεωρούμε πως το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει από το πιο θετικό μέρος ενός κυκλώματος στο πιο αρνητικό. Η φορά του ηλεκτρικού ρεύματος που ορίζεται έτσι ονομάζεται ''συμβατική φορά''.
=== Ηλεκτρική ενέργεια ===
{{Κύριο|Ηλεκτρική ενέργεια}}
Η ηλεκτρική δύναμη είναι ο βαθμός κατά τον οποίο η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται μέσω ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Κατά το [[Διεθνές σύστημα μονάδων|Διεθνές Σύστημα Μονάδων και Σταθμών]] η μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής ενέργειας είναι το [[Βατ (μονάδα μέτρησης)|βατ]], το οποίο ισοδυναμεί με ένα [[Τζάουλ (μονάδα μέτρησης)|τζάουλ]] ανά δευτερόλεπτο.
Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας συνήθως γίνεται με [[Ηλεκτρογεννήτρια|ηλεκτρογεννήτριες]], και μπορεί επίσης να αποθηκευτεί χημικώς σε μπαταρίες ή άλλα παρόμοια μέσα. Η παροχή της σε ευρεία κλίματα γίνεται μέσω της βιομηχανίας παραγωγής και διάθεσης ηλεκτρισμού, όπου η πώληση της στους καταναλωτές γίνεται συνήθως λογίζοντας την κιλοβατώρα (1000 βατ) ανά ώρα. Για την παρακολούθηση της κατανάλωσης χρησιμοποιούνται ηλεκτρικοί μετρητές, όπου καταγράφονται το σύνολο της κατανάλωσης και το χρονικό διάστημα της.
Αντίθετα με τα [[ορυκτά καύσιμα]], η ηλεκτρική ενέργεια διαθέτει χαμηλή [[εντροπία]] και μπορεί να μετατραπεί με υψηλή αποδοτικότητα σε άλλες μορφές ενέργειας, όπως [[κίνηση]] ή [[θερμότητα]].<ref>Environmental Physics By Clare Smith 2001</ref>
=== Ηλεκτρονικά κυκλώματα ===
[[Αρχείο:Arduino_ftdi_chip-1.jpg|μικρογραφία|Συγκόλληση ηλεκτρονικού εξαρτήματος σε πλακέτα [[Arduino]] ]]
{{Κύριο|Ηλεκτρονική}}
Η ηλεκτρονική ασχολείται με τα ηλεκτρικά κυκλώματα τα οποία διαθέτουν ενεργά ηλεκτρικά εξαρτήματα όπως λυχνίες κενού, κρυσταλολυχνίες / τρανζίστορ, διόδους, και ενσωματωμένα κυκλώματα τα οποία είναι διασυνδεδεμένα μεταξύ τους. Η μη γραμμική λειτουργία των ενεργών εξαρτημάτων και η ικανότητα τους να ελέγχουν την ροή, συχνότητα και ένταση της ηλεκτρικής ενέργειας που τα διαπερνά, σε συνδυασμό με την ψηφιοποίηση των πληροφοριών σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές, χρησιμοποιείται για τους τομείς της επεξεργασίας πληροφοριών, [[τηλεπικοινωνίες]], και επεξεργασία σημάτων. Η διασύνδεση των εξαρτημάτων γίνεται επί των ηλεκτρονικών πλακετών, και άλλων μορφών διασύνδεσης οι οποίες βοηθούν στον σχηματισμό των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων τα οποία μπορούν να γίνουν αρκετά σύνθετα και να αποτελούσαν ολοκληρωμένα συστήματα.
Οι περισσότερες ηλεκτρονικές συσκευές χρησιμοποιούν [[Ημιαγωγός|ημιαγωγούς]] για τον έλεγχο των ηλεκτρονίων. Η μελέτη της τεχνολογίας ημιαγωγών θεωρείται κλάδος της [[Φυσική στερεών σωμάτων|φυσικής στερεών σωμάτων]], ενώ ο σχεδιασμός και κατασκευή των κυκλωμάτων είναι τμήμα της [[Ηλεκτρονική μηχανική|ηλεκτρονικής μηχανικής]].
=== Ηλεκτρομαγνητικά κύματα ===
{{Κύριο|Ηλεκτρομαγνητισμός|Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία}}
Η εργασία των [[Μάικλ Φαραντέι|Φάραντεϊ]] και [[Αντρέ Μαρί Αμπέρ|Αμπέρ]] έδειξε πως ένα μαγνητικό πεδίο μπορούσε να συμπεριφερθεί ως η πηγή ενός ηλεκτρικού πεδίου, ενώ αντίστοιχα ένα ηλεκτρικό πεδίο μπορούσε να είναι η πηγή ενός μαγνητικού πεδίου. Έτσι όποτε δημιουργείται ένα από τα 2 πεδία, παράλληλα συνεπάγεται και το άλλο.<ref name="uniphysics"/>{{rp|696–700}} Το φαινόμενο αυτό παρουσιάζει τις ιδιότητες [[Κύμα|κύματος]], και αναφέρεται ως [[ηλεκτρομαγνητικό κύμα]]. Η θεωρητική φύση των κυμάτων αυτών μελετήθηκε αναλυτικά από τον [[Τζέιμς Κλερκ Μάξγουελ]] το 1864, με τον Μάξγουελ να δημιουργεί μια ομάδα από εξισώσεις οι οποίες περιέγραφαν τους συσχετισμούς μεταξύ των ηλεκτρικών πεδίων, μαγνητικών πεδίων, ηλεκτρικών φορτίων, και ηλεκτρικού δυναμικού. Απέδειξε επίσης πως ένα τέτοιο κύμα μπορεί να ταξιδέψει με την [[ταχύτητα του φωτός]] και επομένως πως και το ίδιο το φως είναι μια μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Οι [[εξισώσεις του Μάξγουελ]], βάσει των οποίων συσχετίζονται το φως, ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, και το φορτίο, αποτελούν μια από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις της [[Θεωρητική φυσική|θεωρητικής φυσικής]].<ref name="uniphysics" />{{rp|696–700}} Με την εξέλιξη αυτή, και την μετέπειτα εργασία άλλων ερευνητών, στάθηκε δυνατή και η χρήση των ηλεκτρονικών τεχνολογιών για την παραγωγή [[ραδιοσυχνότητα|ραδιοσυχνοτήτων]] οι οποίες φεύγοντας από τον ραδιοπομπό μπορούν να ανιχνευθούν από τους ραδιοδέκτες σε πολύ μακρινές αποστάσεις.
== Δείτε επίσης ==
* [[Ηλεκτρομαγνητισμός]]
* [[Ηλεκτροστατική]]
* [[Ηλεκτροπληξία]]
== Αναφορές και παρατηρήσεις ==▼
== Βιβλιογραφία ==
Γραμμή 112 ⟶ 121 :
* [http://www.neo.gr/website/ergasiamathiti/99.htm Κείμενο με ιστορική περισσότερο σημασία]
* [http://www.medlook.net/article.asp?item_id=1821 Άρθρο σχετικά με τις επιπτώσεις του ηλεκτρισμού στην ανθρώπινη υγεία]
* [https://web.archive.org/web/20060417171835/http://sfr.ee.teiath.gr/historia/historia/selida407.htm Ιστοσελίδα με ιστορικά στοιχεία για την μελέτη του ηλεκτρισμού από την αρχαιότητα μέχρι το 18ο αιώνα]
* [https://web.archive.org/web/20060423021057/http://sfr.ee.teiath.gr/historia/historia/selida600.htm Σύγχρονες εφευρέσεις που σχετίζονται με τον ηλεκτρισμό]
▲== Αναφορές και παρατηρήσεις ==
<references />
{{Κλάδοι της Φυσικής}}
{{Authority control}}
{{Portal bar|Φυσική}}
{{Φυσική-επέκταση}}
| |||