1
00:00:00,512 --> 00:00:02,816
W rozmaitych serialach kryminalnych

2
00:00:02,902 --> 00:00:04,133
i nie tylko

3
00:00:04,133 --> 00:00:06,339
przestępców często identyfikuje się

4
00:00:06,339 --> 00:00:09,606
i skazuje na podstawie analizy DNA.

5
00:00:09,728 --> 00:00:11,744
Ale czy wiesz, że w analizie tej

6
00:00:11,744 --> 00:00:13,824
wykorzystuje się prąd elektryczny?

7
00:00:14,592 --> 00:00:16,929
Oczyszczone i odpowiednio przygotowane

8
00:00:16,929 --> 00:00:18,846
próbki DNA umieszcza się

9
00:00:18,846 --> 00:00:21,054
w specjalnym żelu agarowym

10
00:00:21,054 --> 00:00:24,394
i podłącza taką żelową płytkę do prądu.

11
00:00:24,832 --> 00:00:27,115
Pod wpływem przyłożonego napięcia

12
00:00:27,115 --> 00:00:30,720
o wartości od 50 do 3000 woltów

13
00:00:30,976 --> 00:00:33,024
fragmenty kwasu nukleinowego

14
00:00:33,024 --> 00:00:35,084
przemieszczają się od jednego

15
00:00:35,084 --> 00:00:36,572
bieguna do drugiego

16
00:00:36,572 --> 00:00:38,999
a prędkość tego przemieszczania

17
00:00:38,999 --> 00:00:41,728
zależy między innymi od ich długości.

18
00:00:42,240 --> 00:00:44,338
Dzięki temu można dokładnie

19
00:00:44,338 --> 00:00:46,205
określić sekwencję DNA

20
00:00:46,205 --> 00:00:48,433
czyli odpowiedzieć na pytanie

21
00:00:48,433 --> 00:00:49,789
czy badana próbka

22
00:00:49,789 --> 00:00:51,609
należy do podejrzanego

23
00:00:51,609 --> 00:00:53,760
czy też jest on niewinny.

24
00:01:04,512 --> 00:01:06,350
Jeśli oglądasz nasze filmy

25
00:01:06,350 --> 00:01:07,794
to wiesz już może

26
00:01:07,794 --> 00:01:09,445
że ciała dzielimy z grubsza

27
00:01:09,445 --> 00:01:11,680
na przewodniki i izolatory.

28
00:01:12,192 --> 00:01:13,616
W izolatorach ładunki

29
00:01:13,616 --> 00:01:16,006
nie mogą się swobodnie przemieszczać.

30
00:01:16,288 --> 00:01:18,703
W przewodnikach poruszają się natomiast

31
00:01:18,703 --> 00:01:20,128
w całej objętości ciała.

32
00:01:20,896 --> 00:01:23,012
Może już wiesz z elektrostatyki

33
00:01:23,012 --> 00:01:25,582
co dzieje się kiedy zetkniemy ze sobą

34
00:01:25,582 --> 00:01:29,088
dwie kulki z przewodnika o różnym ładunku?

35
00:01:30,112 --> 00:01:32,401
Elektrony samoistnie przemieszczą się

36
00:01:32,401 --> 00:01:34,976
tak, aby ładunek zrównoważyć.

37
00:01:35,232 --> 00:01:37,024
Wyrównać ich nagromadzenie.

38
00:01:37,792 --> 00:01:40,112
Taki uporządkowany przepływ ładunków

39
00:01:40,112 --> 00:01:41,376
nazywamy prądem.

40
00:01:42,144 --> 00:01:44,448
Ruch ten porównywaliśmy do ruchu wody.

41
00:01:44,960 --> 00:01:46,309
Jeśli znajduje się ona

42
00:01:46,309 --> 00:01:47,887
na dwóch różnych poziomach

43
00:01:47,887 --> 00:01:49,056
to będzie spływać

44
00:01:49,312 --> 00:01:51,360
aż uda się jej poziom wyrównać.

45
00:01:51,872 --> 00:01:53,698
A jeśli nie uda jej się to

46
00:01:53,698 --> 00:01:55,456
nie przestaje płynąć.

47
00:01:56,480 --> 00:01:58,101
Ruch prądu, który znamy

48
00:01:58,101 --> 00:01:59,950
z instalacji elektrycznej

49
00:01:59,950 --> 00:02:02,453
czy urządzeń zasilanych bateriami

50
00:02:02,453 --> 00:02:04,498
bardziej przypomina jednak ruch

51
00:02:04,498 --> 00:02:06,383
wody w obwodzie zamkniętym

52
00:02:06,383 --> 00:02:08,016
na przykład w fontannie

53
00:02:08,016 --> 00:02:10,302
czy instalacji grzewczej.

54
00:02:10,560 --> 00:02:11,630
W tych przypadkach

55
00:02:11,630 --> 00:02:13,597
za utrzymanie przepływu wody

56
00:02:13,597 --> 00:02:15,424
odpowiedzialna jest pompa.

57
00:02:16,192 --> 00:02:19,264
Dla prądu także używamy pojęcia obwodu.

58
00:02:19,520 --> 00:02:21,312
Obwodu elektrycznego.

59
00:02:21,824 --> 00:02:23,626
W takim obwodzie prąd płynie

60
00:02:23,626 --> 00:02:26,017
w zamkniętej pętli, a rolę pompy

61
00:02:26,017 --> 00:02:28,022
przyjmują tu źródła prądu

62
00:02:28,022 --> 00:02:30,268
takie jak ogniwa w bateriach

63
00:02:30,268 --> 00:02:31,616
czy akumulatorach.

64
00:02:32,320 --> 00:02:34,277
Baterie to nie są jednak pompy

65
00:02:34,277 --> 00:02:36,555
w dosłownym tego słowa znaczeniu

66
00:02:36,555 --> 00:02:38,375
bo ich działanie oparte jest

67
00:02:38,375 --> 00:02:40,000
na reakcjach chemicznych.

68
00:02:40,512 --> 00:02:43,541
Są one tak dobrane, aby po jednej stronie

69
00:02:43,541 --> 00:02:45,318
elektrony były produkowane

70
00:02:45,318 --> 00:02:47,146
a po drugiej usuwane.

71
00:02:47,680 --> 00:02:50,000
W ten sposób uzyskujemy różnicę

72
00:02:50,000 --> 00:02:52,544
potencjałów po obu stronach źródła

73
00:02:52,800 --> 00:02:54,154
czyli napięcie.

74
00:02:54,336 --> 00:02:57,003
Generuje ono przepływ elektronów

75
00:02:57,003 --> 00:02:58,160
w obwodzie.

76
00:02:58,688 --> 00:03:01,774
Na schematach oznaczamy je takim symbolem.

77
00:03:02,272 --> 00:03:03,681
Strona z krótszą kreską

78
00:03:03,681 --> 00:03:05,382
oznacza biegun ujemny

79
00:03:05,382 --> 00:03:07,164
czyli tę stronę źródła

80
00:03:07,174 --> 00:03:09,258
gdzie elektrony są w nadmiarze.

81
00:03:09,440 --> 00:03:11,744
Dłuższa kreska to biegun dodatni

82
00:03:12,000 --> 00:03:14,304
oznaczający niedomiar elektronów.

83
00:03:15,584 --> 00:03:17,583
Więcej o napięciu oraz o tym

84
00:03:17,583 --> 00:03:19,441
w jaki sposób je wyrażamy

85
00:03:19,441 --> 00:03:20,704
i jak je mierzymy

86
00:03:20,960 --> 00:03:23,106
powiemy sobie w kolejnej lekcji.

87
00:03:26,126 --> 00:03:28,753
Drugą obok napięcia cechą prądu

88
00:03:28,753 --> 00:03:30,346
jest natężenie.

89
00:03:30,688 --> 00:03:32,283
Najłatwiej je zrozumieć

90
00:03:32,283 --> 00:03:34,016
porównując do autostrady.

91
00:03:34,272 --> 00:03:36,362
No, może weźmiemy tylko pół

92
00:03:36,362 --> 00:03:38,809
żeby auta, tak jak elektrony

93
00:03:38,809 --> 00:03:40,928
poruszały się w jednym kierunku.

94
00:03:41,440 --> 00:03:43,643
Pomyśl jak moglibyśmy wyrazić

95
00:03:43,643 --> 00:03:45,451
natężenie ruchu samochodów

96
00:03:45,451 --> 00:03:47,584
w jakimś odcinku autostrady.

97
00:03:50,656 --> 00:03:52,176
Jasne, licząc auta

98
00:03:52,176 --> 00:03:54,752
jakie przejadą w jednostce czasu.

99
00:03:55,520 --> 00:03:56,408
Na przykład

100
00:03:56,408 --> 00:03:58,526
ile aut przejdzie w ciągu minuty.

101
00:03:58,848 --> 00:04:00,896
Jak przeprowadzić takie obliczenia?

102
00:04:01,152 --> 00:04:03,456
Najłatwiej byłoby postawić bramkę

103
00:04:03,712 --> 00:04:05,693
która będzie liczyć wszystkie auta

104
00:04:05,693 --> 00:04:07,040
przejeżdżające pod nią.

105
00:04:07,808 --> 00:04:09,871
Dokładnie tak możemy rozumieć

106
00:04:09,871 --> 00:04:11,136
natężenie prądu.

107
00:04:11,648 --> 00:04:13,062
Gdyby w którymś miejscu

108
00:04:13,062 --> 00:04:15,790
postawić taką bramkę na przewodniku

109
00:04:15,790 --> 00:04:18,106
czyli zaznaczyć jego przekrój

110
00:04:18,106 --> 00:04:20,241
i policzyć ile ładunków przepłynie

111
00:04:20,241 --> 00:04:22,806
w danym czasie przez ten przekrój

112
00:04:22,806 --> 00:04:25,215
 to otrzymamy właśnie natężenie.

113
00:04:25,727 --> 00:04:26,884
Im więcej ładunków

114
00:04:26,884 --> 00:04:29,823
przepływa przez przekrój w jednostce czasu

115
00:04:30,079 --> 00:04:31,615
tym większe natężenie.

116
00:04:35,199 --> 00:04:36,837
Zostaje nam do omówienia

117
00:04:36,837 --> 00:04:38,271
jeszcze jedna sprawa.

118
00:04:38,783 --> 00:04:40,549
Kierunek przepływu prądu.

119
00:04:40,831 --> 00:04:42,924
Wiesz już, że w ciałach stałych

120
00:04:42,924 --> 00:04:45,414
przepływ prądu wiąże się z przepływem

121
00:04:45,414 --> 00:04:47,415
elektronów przez przewodnik.

122
00:04:47,743 --> 00:04:49,511
Kiedy jednak zaczęto badania

123
00:04:49,511 --> 00:04:50,913
nad prądem elektrycznym

124
00:04:50,913 --> 00:04:52,416
naukowcy nie wiedzieli

125
00:04:52,416 --> 00:04:54,143
co tak naprawdę się porusza.

126
00:04:54,399 --> 00:04:56,722
Przyjęto, że to ładunki dodatnie

127
00:04:56,722 --> 00:04:59,463
i że prąd płynie od plusa do minusa.

128
00:05:00,031 --> 00:05:02,229
Tak się utarło i tak zostało

129
00:05:02,229 --> 00:05:03,600
choć Ty już wiesz

130
00:05:03,600 --> 00:05:06,019
że ładunki dodatnie w stałym przewodniku

131
00:05:06,019 --> 00:05:09,047
to tylko dodatnio naładowane atomy metalu

132
00:05:09,047 --> 00:05:10,340
które nie mogą się

133
00:05:10,340 --> 00:05:12,063
w żaden sposób poruszać.

134
00:05:13,087 --> 00:05:15,234
Przyjęło się w uproszczeniu nazywać

135
00:05:15,234 --> 00:05:17,517
te miejsca po brakujących elektronach

136
00:05:17,517 --> 00:05:18,437
dziurami.

137
00:05:18,463 --> 00:05:20,163
Dodatnimi dziurami.

138
00:05:20,511 --> 00:05:22,925
W ten sposób łatwiej wyobrazić sobie

139
00:05:22,925 --> 00:05:25,129
że kiedy elektrony przemieszczają się

140
00:05:25,129 --> 00:05:26,136
w jedną stronę

141
00:05:26,136 --> 00:05:28,501
przeskakując z dziury do dziury

142
00:05:28,501 --> 00:05:30,790
obserwujemy pozorny ruch dziur

143
00:05:30,790 --> 00:05:32,687
w przeciwnym kierunku.

144
00:05:33,567 --> 00:05:35,053
Z przyczyn historycznych

145
00:05:35,053 --> 00:05:37,279
kierunek prądu jest więc zgodny

146
00:05:37,279 --> 00:05:39,394
z kierunkiem pozornego ruchu

147
00:05:39,394 --> 00:05:40,829
ładunków dodatnich.

148
00:05:41,759 --> 00:05:43,401
Musimy jednak pamiętać

149
00:05:43,401 --> 00:05:44,676
że ładunki dodatnie

150
00:05:44,676 --> 00:05:46,623
nie zawsze są unieruchomione.

151
00:05:47,135 --> 00:05:49,689
Tak jest tylko w stałych przewodnikach.

152
00:05:50,207 --> 00:05:52,801
W cieczach, nośnikami ładunku są jony.

153
00:05:53,023 --> 00:05:56,095
W gazach mogą to być i jony i elektrony.

154
00:05:56,607 --> 00:05:58,933
Tam ujemne ładunki będą płynęły

155
00:05:58,933 --> 00:06:00,955
w stronę bieguna dodatniego

156
00:06:00,955 --> 00:06:03,347
a dodatnie w stronę ujemnego.

157
00:06:03,775 --> 00:06:05,904
Każde z nich będą przemieszczać się

158
00:06:05,904 --> 00:06:07,615
naprawdę niepozornie.

159
00:06:08,383 --> 00:06:10,058
Ale zawsze kierunek prądu

160
00:06:10,058 --> 00:06:12,493
oznaczamy od plusa do minusa.

161
00:06:16,063 --> 00:06:18,623
Na koniec mały test uważności.

162
00:06:19,135 --> 00:06:21,611
Która ze strzałek pokazanych na schemacie

163
00:06:21,611 --> 00:06:24,255
określa kierunek przepływu prądu?

164
00:06:27,327 --> 00:06:29,119
Tak, to ta zielona.

165
00:06:33,215 --> 00:06:35,787
Prąd to uporządkowany przepływ ładunków

166
00:06:35,787 --> 00:06:37,967
elektrycznych w przewodniku.

167
00:06:38,591 --> 00:06:40,616
Napięcie to różnica potencjałów

168
00:06:40,616 --> 00:06:42,943
między dwoma końcami przewodnika.

169
00:06:43,711 --> 00:06:46,860
Natężenie to ilość ładunków elektrycznych

170
00:06:46,860 --> 00:06:49,090
przepływających w jednostce czasu

171
00:06:49,090 --> 00:06:50,873
przez przekrój przewodnika.

172
00:06:51,647 --> 00:06:53,237
Kierunek przepływu prądu

173
00:06:53,237 --> 00:06:55,953
oznaczamy zawsze od plusa do minusa.

174
00:06:58,303 --> 00:07:00,963
Ten film to niezły przepływy wiedzy

175
00:07:00,963 --> 00:07:03,167
i to przy niewielkim napięciu.

176
00:07:03,679 --> 00:07:05,332
Więcej filmów o prądzie

177
00:07:05,332 --> 00:07:07,798
znajdziesz na pi-stacja.tv.