1
00:00:00,256 --> 00:00:01,786
Andre Marie Ampere

2
00:00:01,786 --> 00:00:04,200
francuski fizyk i matematyk

3
00:00:04,200 --> 00:00:05,949
swoją rozprawę naukową

4
00:00:05,949 --> 00:00:08,055
na temat krzywych stożkowych

5
00:00:08,055 --> 00:00:10,660
napisał w wieku 13 lat.

6
00:00:11,008 --> 00:00:12,370
Mimo iż nie posiadał

7
00:00:12,370 --> 00:00:14,142
formalnego wykształcenia

8
00:00:14,142 --> 00:00:15,618
jego dorobek naukowy

9
00:00:15,618 --> 00:00:17,994
doprowadził go do tytułu profesora.

10
00:00:18,176 --> 00:00:20,224
Interesował się również chemią.

11
00:00:20,480 --> 00:00:22,528
To właśnie on odkrył fluor.

12
00:00:23,040 --> 00:00:25,563
Jednak za jego największe osiągnięcie

13
00:00:25,563 --> 00:00:28,066
uważa się prace nad elektrycznością

14
00:00:28,066 --> 00:00:29,454
i magnetyzmem.

15
00:00:29,696 --> 00:00:32,344
Od jego nazwiska pochodzi nazwa jednostki

16
00:00:32,344 --> 00:00:35,328
natężenia prądu elektrycznego, amper.

17
00:00:35,840 --> 00:00:38,144
Jaką wartość ma jednostka natężenia?

18
00:00:38,656 --> 00:00:40,948
O tym dowiesz się w tej lekcji.

19
00:00:52,480 --> 00:00:54,728
W innym filmie z tej playlisty

20
00:00:54,728 --> 00:00:56,810
porównywaliśmy natężenie prądu

21
00:00:56,810 --> 00:00:58,974
z natężeniem ruchu na autostradzie.

22
00:00:59,136 --> 00:01:01,283
Mówiliśmy, że do obliczenia

23
00:01:01,283 --> 00:01:03,942
natężenia ruchu wystarczy policzyć

24
00:01:03,942 --> 00:01:05,761
ile samochodów przejeżdża

25
00:01:05,761 --> 00:01:08,385
przez jakiś obserwowany przez nas

26
00:01:08,385 --> 00:01:11,168
punkt autostrady w jednostce czasu.

27
00:01:11,936 --> 00:01:13,893
Podobnie jeśli zliczymy

28
00:01:13,893 --> 00:01:16,615
jaki ładunek przepłynie przez przewodnik

29
00:01:16,615 --> 00:01:17,568
w danym czasie

30
00:01:17,824 --> 00:01:20,128
to wyznaczymy natężenie prądu.

31
00:01:21,152 --> 00:01:23,332
Jeśli przez jedną sekundę przepłynie

32
00:01:23,332 --> 00:01:25,680
przez niego ładunek o wartości

33
00:01:25,680 --> 00:01:26,854
jednego kulomba

34
00:01:26,854 --> 00:01:29,600
to natężenie wyniesie 1 amper.

35
00:01:30,624 --> 00:01:33,440
Amper to właśnie jednostka natężenia.

36
00:01:33,952 --> 00:01:35,966
Innymi słowy, natężenie prądu

37
00:01:35,966 --> 00:01:38,909
to wartość ładunku jaka przepływa

38
00:01:38,909 --> 00:01:41,659
przez poprzeczny przekrój przewodnika

39
00:01:41,659 --> 00:01:43,424
w czasie jednej sekundy.

40
00:01:44,448 --> 00:01:46,920
Nikt z nas nie jest jednak w stanie

41
00:01:46,920 --> 00:01:49,440
policzyć elektronów przepływających

42
00:01:49,440 --> 00:01:50,592
przez przewodnik.

43
00:01:51,104 --> 00:01:52,928
Do tego celu służy nam

44
00:01:52,928 --> 00:01:55,968
specjalne urządzenie—amperomierz.

45
00:01:56,224 --> 00:01:58,545
Nazwa jak najbardziej na miejscu

46
00:01:58,545 --> 00:02:00,374
w końcu mierzy ampery.

47
00:02:00,832 --> 00:02:03,103
Jako, że zlicza ono ładunki

48
00:02:03,103 --> 00:02:04,734
przepływające przez nie

49
00:02:04,734 --> 00:02:06,720
w jakimś punkcie przewodnika

50
00:02:07,232 --> 00:02:08,583
musi być ono wpięte

51
00:02:08,583 --> 00:02:10,731
bezpośrednio w ten przewodnik

52
00:02:10,731 --> 00:02:13,500
niejako przerywając jego ciągłość.

53
00:02:13,632 --> 00:02:15,936
Zobaczmy to na schemacie obwodu.

54
00:02:16,448 --> 00:02:18,790
Takie podłączenie urządzenia w obwodzie

55
00:02:18,790 --> 00:02:20,288
nazywamy szeregowym

56
00:02:20,800 --> 00:02:23,616
bo urządzenie, w tym przypadku amperomierz

57
00:02:23,872 --> 00:02:26,489
jest w jednym szeregu z przewodnikiem

58
00:02:26,489 --> 00:02:29,658
niczym koraliki nanizane na jedną nitkę.

59
00:02:30,272 --> 00:02:32,832
Jeśli przepływ ładunku jednego kulomba

60
00:02:33,088 --> 00:02:34,771
w ciągu jednej sekundy

61
00:02:34,771 --> 00:02:37,245
oznacza natężenie jednego ampera

62
00:02:37,245 --> 00:02:39,177
to z jakim natężeniem prądu

63
00:02:39,177 --> 00:02:41,038
będziemy mieć do czynienia

64
00:02:41,038 --> 00:02:43,373
jeśli w ciągu dwóch sekund przepłynie

65
00:02:43,373 --> 00:02:46,072
ładunek o wartości sześciu kulombów?

66
00:02:47,680 --> 00:02:50,364
Dwie sekundy, 6 kulombów.

67
00:02:50,496 --> 00:02:53,592
Czyli w ciągu jednej sekundy przepłyną 3.

68
00:02:54,080 --> 00:02:55,586
To znaczy, że natężenie prądu

69
00:02:55,586 --> 00:02:57,664
będzie równe trzem amperom.

70
00:02:58,176 --> 00:03:01,248
Natężenie oznaczamy wielką literą I.

71
00:03:02,016 --> 00:03:04,064
Aby obliczyć natężenie prądu

72
00:03:04,320 --> 00:03:06,290
wystarczy więc podzielić ładunek

73
00:03:06,290 --> 00:03:08,452
jaki przepłynął przez dany przekrój

74
00:03:08,452 --> 00:03:10,976
przewodnika wyrażony w kulombach

75
00:03:11,232 --> 00:03:14,248
przez czas jaki to zajęło w sekundach.

76
00:03:17,632 --> 00:03:20,813
Kwestię natężenia prądu i jego pomiaru

77
00:03:20,813 --> 00:03:22,776
wyjaśniliśmy sobie dokładnie.

78
00:03:23,008 --> 00:03:24,490
Zastanówmy się teraz

79
00:03:24,490 --> 00:03:26,719
jak możemy wyrazić i zmierzyć

80
00:03:26,719 --> 00:03:27,872
napięcie prądu.

81
00:03:28,896 --> 00:03:30,692
Napięcie prądu porównywaliśmy

82
00:03:30,692 --> 00:03:32,736
w poprzednim filmie tej playlisty

83
00:03:32,992 --> 00:03:34,784
z różnicą poziomów wody.

84
00:03:35,552 --> 00:03:36,544
W przypadku prądu

85
00:03:36,544 --> 00:03:38,808
mówimy o różnicy potencjałów.

86
00:03:39,392 --> 00:03:40,389
W jednym miejscu

87
00:03:40,389 --> 00:03:42,184
mamy nadmiar elektronów

88
00:03:42,184 --> 00:03:43,744
w innym ich niedobór

89
00:03:44,000 --> 00:03:46,304
co wywołuje ich naturalny przepływ.

90
00:03:46,816 --> 00:03:49,354
W obwodzie przepływ ten jest stymulowany

91
00:03:49,354 --> 00:03:50,916
przez źródła prądu.

92
00:03:51,424 --> 00:03:52,277
Napięcie prądu

93
00:03:52,277 --> 00:03:54,829
między dwoma punktami przewodnika

94
00:03:54,829 --> 00:03:56,700
jest w fizyce definiowane

95
00:03:56,700 --> 00:03:58,720
jako stosunek pracy potrzebnej

96
00:03:58,720 --> 00:04:00,531
przy przenoszeniu ładunku

97
00:04:00,531 --> 00:04:02,993
między tymi punktami przewodnika

98
00:04:02,993 --> 00:04:04,224
do tego ładunku.

99
00:04:05,248 --> 00:04:07,209
Definicja ładna i gładka

100
00:04:07,209 --> 00:04:09,088
niestety niezbyt jasna.

101
00:04:09,600 --> 00:04:11,521
Spróbujmy ją sobie zobrazować

102
00:04:11,521 --> 00:04:13,534
na bardziej życiowym przykładzie.

103
00:04:13,696 --> 00:04:15,598
Wyobraź sobie mecz piłkarski

104
00:04:15,598 --> 00:04:17,126
na który przychodzą kibice

105
00:04:17,126 --> 00:04:19,025
dwóch zwaśnionych klubów.

106
00:04:19,071 --> 00:04:20,741
Plusów i minusów.

107
00:04:21,375 --> 00:04:24,542
Ochrona stadionu wie, że gdy się spotkają

108
00:04:24,542 --> 00:04:25,727
iskry polecą.

109
00:04:25,983 --> 00:04:28,543
Dlatego też stara się ich rozdzielić.

110
00:04:28,799 --> 00:04:31,615
Na początku jest łatwo, niewielu kibiców

111
00:04:31,871 --> 00:04:34,579
niewiele siły potrzeba żeby przemieścić

112
00:04:34,579 --> 00:04:35,967
ich w odrębne sektory.

113
00:04:36,479 --> 00:04:39,163
Ale im więcej ludzi wchodzi na stadion

114
00:04:39,163 --> 00:04:41,225
tym trudniej jest kolejnych wcisnąć

115
00:04:41,225 --> 00:04:43,233
do dedykowanego im sektora.

116
00:04:43,613 --> 00:04:45,112
I tym większe tworzy się

117
00:04:45,112 --> 00:04:46,975
między tymi sektorami napięcie.

118
00:04:47,487 --> 00:04:50,047
Jeśli ochrona w pewnym momencie zniknie

119
00:04:50,303 --> 00:04:52,169
kibice do skoczą do siebie

120
00:04:52,169 --> 00:04:53,963
i to z tym większą energią

121
00:04:53,963 --> 00:04:55,619
im więcej pracy wymagało

122
00:04:55,619 --> 00:04:56,778
powstrzymanie ich

123
00:04:56,778 --> 00:04:58,785
przed bezpośrednim kontaktem.

124
00:04:59,263 --> 00:05:01,311
Wróćmy do prądu elektrycznego.

125
00:05:01,823 --> 00:05:03,924
Tu zamiast odrębnych sektorów

126
00:05:03,924 --> 00:05:05,663
mamy różnicę potencjałów

127
00:05:05,919 --> 00:05:08,223
która wynika z nadmiaru elektronów

128
00:05:08,479 --> 00:05:11,295
czyli minusów w jednym punkcie przewodnika

129
00:05:11,551 --> 00:05:13,050
a ładunków dodatnich

130
00:05:13,050 --> 00:05:14,623
czyli plusów w drugim.

131
00:05:15,135 --> 00:05:17,761
Bez bariery elektrony będą samoistnie

132
00:05:17,761 --> 00:05:20,671
przepływać z miejsca, gdzie jest ich dużo

133
00:05:20,671 --> 00:05:22,341
tam gdzie jest ich mało

134
00:05:22,341 --> 00:05:24,065
niwelując ładunek dodatni

135
00:05:24,065 --> 00:05:25,375
po drugiej stronie.

136
00:05:26,655 --> 00:05:29,237
Tak, jak kibice będą chcieli się zetknąć

137
00:05:29,237 --> 00:05:31,603
gdy nie będzie między nimi ochrony.

138
00:05:32,031 --> 00:05:33,591
I ten przepływ elektronów

139
00:05:33,591 --> 00:05:35,025
może wykonać pracę

140
00:05:35,025 --> 00:05:37,575
podobnie jak zezłoszczeni kibice

141
00:05:37,575 --> 00:05:39,440
choć w przypadku tych ostatnich

142
00:05:39,440 --> 00:05:40,395
efekty tej pracy

143
00:05:40,395 --> 00:05:42,079
mogą nam się nie spodobać.

144
00:05:42,527 --> 00:05:44,745
Im większa różnica potencjałów

145
00:05:44,745 --> 00:05:47,023
czyli im więcej ładunków ujemnych

146
00:05:47,023 --> 00:05:48,127
w jednym miejscu

147
00:05:48,127 --> 00:05:50,190
a więcej dodatnich w drugim

148
00:05:50,190 --> 00:05:53,023
tym dynamiczniej elektrony będą przepływać

149
00:05:53,279 --> 00:05:55,601
a co za tym idzie, każdy z nich będzie

150
00:05:55,601 --> 00:05:57,629
wykonywał większą pracę.

151
00:06:00,389 --> 00:06:02,671
Uff, wiemy już czym jest napięcie.

152
00:06:03,263 --> 00:06:05,823
Teraz wymyślmy w jaki sposób je mierzyć.

153
00:06:06,591 --> 00:06:08,383
Służy do tego woltomierz.

154
00:06:08,895 --> 00:06:10,943
Skoro ma ona nam zmierzyć napięcie

155
00:06:11,199 --> 00:06:12,716
czyli różnicę potencjałów

156
00:06:12,716 --> 00:06:14,650
w dwóch punktach przewodnika

157
00:06:14,650 --> 00:06:17,227
musimy go podłączyć do tego przewodnika

158
00:06:17,227 --> 00:06:18,879
właśnie w dwóch punktach.

159
00:06:19,903 --> 00:06:21,439
Zobaczmy to na schemacie.

160
00:06:21,951 --> 00:06:23,086
Widzisz, że przewód

161
00:06:23,086 --> 00:06:25,398
na którym znajduje się woltomierz

162
00:06:25,398 --> 00:06:27,067
jest ułożony równolegle

163
00:06:27,067 --> 00:06:28,445
do głównego obwodu.

164
00:06:28,863 --> 00:06:30,469
Taki sposób podłączenia

165
00:06:30,469 --> 00:06:32,215
nazywamy równoległym.

166
00:06:32,703 --> 00:06:34,094
W tym przypadku mierzymy

167
00:06:34,094 --> 00:06:37,133
różnicę potencjałów, a więc napięcie

168
00:06:37,133 --> 00:06:39,523
między tymi dwoma punktami.

169
00:06:40,127 --> 00:06:43,114
Fizycy ustalili, że przeniesienie ładunku

170
00:06:43,114 --> 00:06:44,951
o wartości 1 kulomba

171
00:06:44,951 --> 00:06:47,427
wymagające pracy jednego dżula

172
00:06:47,427 --> 00:06:50,111
generuje napięcie jednego wolta.

173
00:06:50,623 --> 00:06:53,183
I to właśnie wolt jest jednostką napięcia.

174
00:06:53,951 --> 00:06:55,791
To jakie będzie napięcie prądu

175
00:06:55,791 --> 00:06:58,241
jeśli przeniesienie ładunku dwóch kulombów

176
00:06:58,241 --> 00:07:00,425
będzie wymagało pracy czterech dżuli?

177
00:07:03,167 --> 00:07:04,699
Na każdy kulomb ładunku

178
00:07:04,699 --> 00:07:07,001
potrzebujemy pracy dwóch dżuli

179
00:07:07,001 --> 00:07:09,311
czyli napięcie wyniesie 2 wolty.

180
00:07:09,823 --> 00:07:11,706
Aby obliczyć napięcie prądu

181
00:07:11,706 --> 00:07:13,748
wystarczy więc podzielić pracę

182
00:07:13,748 --> 00:07:15,042
jaką trzeba wykonać

183
00:07:15,042 --> 00:07:16,991
przy przeniesieniu danego ładunku

184
00:07:17,087 --> 00:07:18,585
przez ten ładunek.

185
00:07:21,087 --> 00:07:23,102
Teraz zobaczmy, czym się różni

186
00:07:23,102 --> 00:07:25,596
podłączenie amperomierza i woltomierza

187
00:07:25,596 --> 00:07:27,231
do jednego obwodu.

188
00:07:27,999 --> 00:07:29,630
Amperomierz mierzy natężenie

189
00:07:29,630 --> 00:07:30,906
w danym punkcie

190
00:07:30,906 --> 00:07:33,119
jest podłączony szeregowo.

191
00:07:33,631 --> 00:07:35,318
Woltomierz mierzy napięcie

192
00:07:35,318 --> 00:07:36,758
między dwoma punktami

193
00:07:36,758 --> 00:07:39,347
jest więc podłączony równolegle.

194
00:07:40,287 --> 00:07:42,591
Ciężko będzie Ci dziś znaleźć elektryka

195
00:07:42,847 --> 00:07:44,841
posługującego się amperomierzem

196
00:07:44,841 --> 00:07:46,159
i woltomierzem.

197
00:07:46,431 --> 00:07:48,735
Wszyscy korzystają raczej z multimetru

198
00:07:48,991 --> 00:07:51,105
czyli urządzenia mogącego zmierzyć

199
00:07:51,105 --> 00:07:53,343
oba parametry charakterystyczne prądu.

200
00:07:54,111 --> 00:07:55,653
Wystarczy ustawić wartość

201
00:07:55,653 --> 00:07:58,727
którą chcemy mierzyć i podłączyć multimetr

202
00:07:58,727 --> 00:08:00,767
w odpowiedni sposób do obwodu.

203
00:08:01,023 --> 00:08:03,191
Szeregowo lub równoległe.

204
00:08:06,143 --> 00:08:07,167
Czas na zadanie.

205
00:08:07,679 --> 00:08:10,927
Obliczmy w jakim czasie przez żarówkę

206
00:08:10,927 --> 00:08:12,384
przez którą płynie prąd

207
00:08:12,384 --> 00:08:14,206
o natężeniu 3 amperów

208
00:08:14,206 --> 00:08:16,895
przepłynie ładunek 15 kulombów.

209
00:08:17,663 --> 00:08:20,479
W tym zadaniu mamy podane natężenie prądu

210
00:08:20,991 --> 00:08:24,063
I równe 3 ampery oraz ładunek

211
00:08:24,575 --> 00:08:26,623
q równa się 15 kulombów.

212
00:08:27,135 --> 00:08:29,439
Obliczyć mamy czas przepływu.

213
00:08:29,951 --> 00:08:32,558
Użyjemy wzoru na natężenie prądu

214
00:08:32,558 --> 00:08:35,327
ale konieczne będzie jego przekształcenie.

215
00:08:35,839 --> 00:08:38,399
Przekształcając ten wzór tradycyjnie

216
00:08:38,655 --> 00:08:41,215
musimy go wymnożyć obustronnie przez t

217
00:08:41,727 --> 00:08:44,799
co daje nam I razy t równa się q.

218
00:08:45,311 --> 00:08:47,725
Aby obliczyć t, musimy pozbyć się

219
00:08:47,725 --> 00:08:49,919
natężenia z lewej strony wzoru

220
00:08:50,175 --> 00:08:52,735
a więc podzielić go obustronnie przez I.

221
00:08:53,503 --> 00:08:55,551
Otrzymujemy potrzebny nam wzór

222
00:08:55,807 --> 00:08:57,855
t równa się q przez I

223
00:08:58,623 --> 00:09:00,820
Możemy sobie jednak to zadanie ułatwić

224
00:09:00,820 --> 00:09:02,975
korzystając z prostej piramidki

225
00:09:03,231 --> 00:09:05,373
do której przenosimy nasz wzór.

226
00:09:06,047 --> 00:09:08,607
q czyli ładunek umieszczamy u góry

227
00:09:08,743 --> 00:09:10,247
tak jak we wzorze.

228
00:09:10,655 --> 00:09:12,703
t i I w dolnej części.

229
00:09:13,471 --> 00:09:16,031
Pozioma linia symbolizuje kreskę ułamkową

230
00:09:16,287 --> 00:09:17,311
pionowa mnożenie.

231
00:09:18,079 --> 00:09:20,189
Teraz wystarczy zasłonić to

232
00:09:20,189 --> 00:09:22,299
czego nie wiemy, czyli niewiadomą.

233
00:09:22,431 --> 00:09:25,759
Zasłaniając I, wychodzi nam znany już wzór

234
00:09:26,015 --> 00:09:27,093
q przez t.

235
00:09:27,295 --> 00:09:30,367
Zasłaniając t otrzymamy q przez I.

236
00:09:30,623 --> 00:09:32,671
Natomiast zasłaniając q

237
00:09:32,927 --> 00:09:33,951
I razy t.

238
00:09:34,463 --> 00:09:35,487
Proste prawda?

239
00:09:36,255 --> 00:09:38,047
My mamy obliczyć czas.

240
00:09:38,303 --> 00:09:40,345
Potrzebujemy więc wzoru w postaci

241
00:09:40,351 --> 00:09:42,399
t równa się q przez I.

242
00:09:43,167 --> 00:09:45,215
Podstawiając dane otrzymujemy:

243
00:09:45,727 --> 00:09:49,823
t równa się 15 kulombów przez 3 ampery

244
00:09:50,335 --> 00:09:53,151
co daje nam czas równy pięciu sekundom.

245
00:09:58,271 --> 00:10:00,343
A teraz zadanie dla Ciebie.

246
00:10:00,575 --> 00:10:03,135
Jaki ładunek przepłynie w ciągu minuty

247
00:10:03,391 --> 00:10:05,754
przez żarówkę, przez którą płynie prąd

248
00:10:05,754 --> 00:10:07,711
o natężeniu pięciu amperów?

249
00:10:11,071 --> 00:10:12,095
Obliczone?

250
00:10:12,863 --> 00:10:14,655
To zobaczmy rozwiązanie.

251
00:10:15,167 --> 00:10:17,471
Mój wynik to 300 kulombów.

252
00:10:17,983 --> 00:10:20,543
Jeśli wyszło Ci tak samo, gratulacje.

253
00:10:26,687 --> 00:10:29,503
Jednostką natężenia prądu jest amper.

254
00:10:30,015 --> 00:10:31,640
Obliczamy je ze wzoru

255
00:10:31,640 --> 00:10:33,343
I równa się q przez t.

256
00:10:34,111 --> 00:10:36,927
Natężenie mierzymy za pomocą amperomierza

257
00:10:37,183 --> 00:10:39,231
podłączonego do obwodu szeregowo.

258
00:10:39,999 --> 00:10:42,559
Jednostką napięcia prądu jest wolt.

259
00:10:43,071 --> 00:10:45,119
Napięcie obliczamy ze wzoru

260
00:10:45,375 --> 00:10:47,167
U równa się W przez q.

261
00:10:47,679 --> 00:10:49,742
Napięcie prądu mierzymy za pomocą

262
00:10:49,742 --> 00:10:51,684
woltomierza podłączonego

263
00:10:51,684 --> 00:10:53,311
do obwodu równoległe.

264
00:10:56,383 --> 00:10:57,322
Jak widzisz

265
00:10:57,322 --> 00:10:59,085
z nami fizyki możesz uczyć się

266
00:10:59,085 --> 00:11:01,165
nawet oglądając mecz piłkarski.

267
00:11:01,503 --> 00:11:03,960
Tak że odwiedzaj nas regularnie

268
00:11:03,960 --> 00:11:05,228
na pi-stacja.tv

269
00:11:05,228 --> 00:11:07,518
 i koniecznie polub ten film.