1
00:00:00,768 --> 00:00:02,664
Obiła Ci się o uszy nazwa

2
00:00:02,664 --> 00:00:04,352
węgorz elektryczny?

3
00:00:05,120 --> 00:00:07,936
Ta ryba prawidłowo nazywa się strętwa.

4
00:00:08,192 --> 00:00:10,496
Ale naprawdę jest elektryczna.

5
00:00:11,008 --> 00:00:12,875
Dzięki specjalnie zmodyfikowanym

6
00:00:12,875 --> 00:00:15,539
mięśniom brzusznym tworzącym ogniwa

7
00:00:15,539 --> 00:00:17,036
ułożone szeregowo

8
00:00:17,036 --> 00:00:18,885
potrafi wytworzyć prąd

9
00:00:18,885 --> 00:00:21,222
o napięciu ponad 600 Voltów.

10
00:00:22,016 --> 00:00:24,320
Używa go do ogłuszania swoich ofiar.

11
00:00:25,088 --> 00:00:27,165
Najciekawsze jest jednak to

12
00:00:27,165 --> 00:00:28,776
że gdyby strętwa żyła

13
00:00:28,776 --> 00:00:30,464
nie w rzece, a w morzu

14
00:00:30,720 --> 00:00:33,792
zapewne przehandlowałaby Volty za ampery.

15
00:00:34,304 --> 00:00:35,816
A swoje mięśnie

16
00:00:35,816 --> 00:00:38,547
ogniwa połączyłaby równolegle.

17
00:00:38,907 --> 00:00:42,081
W słonej wodzie już niewielkie napięcie

18
00:00:42,097 --> 00:00:44,304
wystarcza do porażenia ofiary

19
00:00:44,304 --> 00:00:46,592
bo jak się dowiesz na chemii

20
00:00:46,848 --> 00:00:49,452
roztwór soli to świetny przewodnik.

21
00:00:50,176 --> 00:00:52,480
Słodka woda jest o wiele gorszym.

22
00:00:52,992 --> 00:00:54,604
W tym filmie opowiem Ci

23
00:00:54,604 --> 00:00:58,112
o zależności napięcia i natężenia prądu.

24
00:01:10,400 --> 00:01:12,104
Zastanówmy się dlaczego

25
00:01:12,104 --> 00:01:13,668
strętwa w słonej wodzie

26
00:01:13,668 --> 00:01:16,026
byłaby dużo bardziej niebezpieczna.

27
00:01:16,288 --> 00:01:19,234
W obu przypadkach narządy elektryczne ryby

28
00:01:19,234 --> 00:01:21,408
wytwarzają takie samo napięcie.

29
00:01:21,920 --> 00:01:24,028
Weźmy osobnika, który jest w stanie

30
00:01:24,028 --> 00:01:26,020
osiągnąć 600 Voltów.

31
00:01:26,528 --> 00:01:28,341
W przypadku słodkiej wody

32
00:01:28,341 --> 00:01:30,815
natężenie wytworzonego przezeń prądu

33
00:01:30,815 --> 00:01:33,440
ma wartość około 1 ampera.

34
00:01:33,696 --> 00:01:36,000
W słonej wodzie miałoby ono wartość

35
00:01:36,256 --> 00:01:37,536
uwaga, uwaga

36
00:01:37,792 --> 00:01:39,784
90 amperów.

37
00:01:40,352 --> 00:01:43,036
Dla porównania, przez domową suszarkę

38
00:01:43,036 --> 00:01:45,814
na najwyższych obrotach przepływa prąd

39
00:01:45,814 --> 00:01:48,700
o natężeniu około 7,5 ampera

40
00:01:48,700 --> 00:01:51,872
a przez czajnik elektryczny około ośmiu.

41
00:01:52,384 --> 00:01:54,444
Wygląda na to, że w słonej wodzie

42
00:01:54,444 --> 00:01:58,115
to samo napięcie generuje 90 razy bardziej

43
00:01:58,115 --> 00:02:00,208
dynamiczny ruch ładunków.

44
00:02:00,576 --> 00:02:02,912
Można by powiedzieć, że w takiej wodzie

45
00:02:02,912 --> 00:02:04,416
jest im łatwiej płynąć.

46
00:02:04,928 --> 00:02:07,158
Jest to spowodowane obecnością

47
00:02:07,158 --> 00:02:09,536
większej ilości nośników ładunku

48
00:02:10,048 --> 00:02:12,572
czyli jonów, pochodzących z rozpuszczonych

49
00:02:12,572 --> 00:02:14,288
w słonej wodzie soli.

50
00:02:14,912 --> 00:02:17,049
Elektryk czy fizyk powiedziałby

51
00:02:17,049 --> 00:02:18,065
że słona woda

52
00:02:18,065 --> 00:02:20,332
ma mniejszy opór elektryczny.

53
00:02:20,800 --> 00:02:22,336
Czym jest ten opór?

54
00:02:22,592 --> 00:02:24,728
Gdy coś nam idzie ciężko

55
00:02:24,728 --> 00:02:27,238
i mnożą się przed nami trudności

56
00:02:27,238 --> 00:02:29,764
to mówimy, że idzie nam to opornie.

57
00:02:30,016 --> 00:02:31,296
Podobnie z prądem.

58
00:02:31,808 --> 00:02:34,368
Ciężej mu płynąć przez taki ośrodek

59
00:02:34,624 --> 00:02:36,416
który stawia większy opór

60
00:02:36,672 --> 00:02:40,004
czyli przez słodką wodę niż przez słoną.

61
00:02:40,768 --> 00:02:43,086
W tej pierwszej powodem oporu jest

62
00:02:43,086 --> 00:02:44,888
brak nośników ładunku.

63
00:02:45,376 --> 00:02:46,848
W stałych przewodnikach

64
00:02:46,848 --> 00:02:47,936
takich jak metale

65
00:02:48,192 --> 00:02:50,496
opór wiąże się z innymi czynnikami.

66
00:02:51,008 --> 00:02:52,544
Długością przewodnika.

67
00:02:52,800 --> 00:02:54,744
Im dłuższy, tym większy opór

68
00:02:54,744 --> 00:02:57,462
bo prąd ma do pokonania dłuższą drogę.

69
00:02:57,920 --> 00:02:59,456
Przekrojem przewodnika

70
00:02:59,712 --> 00:03:00,931
im większy przekrój

71
00:03:00,931 --> 00:03:02,699
tym łatwiejszy przepływ

72
00:03:02,699 --> 00:03:04,314
a więc mniejszy opór.

73
00:03:04,832 --> 00:03:06,880
Oraz rodzajem materiału.

74
00:03:07,136 --> 00:03:10,104
Różne przewodniki dają różną swobodę

75
00:03:10,104 --> 00:03:12,350
swoim elektronom swobodnym.

76
00:03:12,768 --> 00:03:14,817
Te które pilnują ich bardziej

77
00:03:14,817 --> 00:03:16,352
mają większy opór.

78
00:03:16,864 --> 00:03:18,656
Jeśli ciekawi Cię ten temat

79
00:03:18,912 --> 00:03:21,472
zajrzyj do filmów z elektrostatyki.

80
00:03:24,800 --> 00:03:26,744
Odpłyńmy teraz od tematu ryb

81
00:03:26,744 --> 00:03:28,920
i zajmijmy się zjawiskiem oporu

82
00:03:28,920 --> 00:03:31,635
w obwodach elektrycznych prądu stałego

83
00:03:31,635 --> 00:03:34,203
czyli takiego, którego źródłem są baterie

84
00:03:34,203 --> 00:03:35,650
albo akumulatory

85
00:03:35,650 --> 00:03:37,856
przeprowadzając doświadczenie.

86
00:03:38,624 --> 00:03:39,904
Od czego zaczniemy?

87
00:03:40,416 --> 00:03:42,720
Właśnie od zbudowania obwodu.

88
00:03:43,232 --> 00:03:46,065
Potrzebne nam będzie trochę przewodnika

89
00:03:46,065 --> 00:03:48,608
czyli metalowego drutu w izolatorze

90
00:03:48,864 --> 00:03:49,798
kilka baterii

91
00:03:49,798 --> 00:03:52,579
najlepiej o takim samym napięciu

92
00:03:52,579 --> 00:03:54,752
woltomierz i amperomierz.

93
00:03:55,264 --> 00:03:57,737
U mnie będą to dwa multimetry.

94
00:03:57,737 --> 00:04:00,158
Jeden ustawiony na pomiar napięcia

95
00:04:00,158 --> 00:04:01,708
drugi natężenia.

96
00:04:02,176 --> 00:04:03,470
I opornik.

97
00:04:04,224 --> 00:04:06,821
Opornik to takie małe urządzenie

98
00:04:06,821 --> 00:04:09,053
którego głównym zadaniem jest właśnie

99
00:04:09,053 --> 00:04:10,392
stawianie oporu.

100
00:04:10,880 --> 00:04:12,928
Tak, jak w przypadku naszej ryby

101
00:04:13,184 --> 00:04:14,321
im większy opór

102
00:04:14,321 --> 00:04:16,295
tym mniejsze natężenie prądu

103
00:04:16,295 --> 00:04:17,901
zostanie wygenerowane

104
00:04:17,901 --> 00:04:19,583
przez to samo napięcie.

105
00:04:19,839 --> 00:04:20,707
Ale, ale.

106
00:04:20,747 --> 00:04:22,027
Wyprzedzam fakty.

107
00:04:22,143 --> 00:04:24,703
Zaraz wszystko zobaczysz w praktyce.

108
00:04:25,215 --> 00:04:26,736
Wszystkie elementy łączymy

109
00:04:26,736 --> 00:04:28,158
zgodnie ze schematem

110
00:04:28,158 --> 00:04:29,723
podłączając początkowo

111
00:04:29,723 --> 00:04:31,615
jedną płytkę z bateriami.

112
00:04:31,871 --> 00:04:33,997
Odczytujemy natężenie prądu

113
00:04:33,997 --> 00:04:36,479
oraz napięcie na końcach opornika.

114
00:04:37,247 --> 00:04:38,570
Operację powtarzamy

115
00:04:38,570 --> 00:04:41,343
podłączając do obwodu kolejne baterie.

116
00:04:41,855 --> 00:04:43,979
Podłączamy je jedna za drugą

117
00:04:43,979 --> 00:04:45,439
czyli szeregowo.

118
00:04:45,951 --> 00:04:48,031
Wtedy wytwarzane przez nie napięcia

119
00:04:48,031 --> 00:04:49,207
sumują się.

120
00:04:49,279 --> 00:04:50,661
Jeśli Cię to ciekawi

121
00:04:50,661 --> 00:04:52,998
to podłączenie tych samych baterii

122
00:04:52,998 --> 00:04:55,735
równolegle, czyli tak jak woltomierza

123
00:04:55,735 --> 00:04:57,215
nie zmienia napięcia

124
00:04:57,471 --> 00:04:59,643
za to sprawia, że całe ogniwo

125
00:04:59,643 --> 00:05:02,279
działa dłużej, bo jest bardziej pojemne.

126
00:05:03,359 --> 00:05:06,175
Wyniki naszych pomiarów notujemy w tabeli.

127
00:05:06,687 --> 00:05:08,769
Nasuwa Ci się jakiś wniosek?

128
00:05:11,807 --> 00:05:13,548
Każde zwiększenie napięcia

129
00:05:13,548 --> 00:05:16,017
przez dodanie kolejnej baterii

130
00:05:16,017 --> 00:05:18,733
pociąga za sobą wzrost natężenia.

131
00:05:19,231 --> 00:05:20,914
Możemy też zauważyć

132
00:05:20,914 --> 00:05:23,342
że dwukrotny wzrost napięcia

133
00:05:23,342 --> 00:05:25,887
daje dwukrotny wzrost natężenia.

134
00:05:26,655 --> 00:05:28,751
Czterokrotny wzrost napięcia

135
00:05:28,751 --> 00:05:31,615
powoduje czterokrotny wzrost natężenia

136
00:05:31,615 --> 00:05:32,799
i tak dalej.

137
00:05:33,567 --> 00:05:35,871
Jeśli nasze dane przeniesiemy na wykres

138
00:05:36,127 --> 00:05:37,055
gdzie oś pozioma

139
00:05:37,055 --> 00:05:39,365
będzie odpowiadała napięciu

140
00:05:39,365 --> 00:05:40,991
a pionowa natężeniu

141
00:05:41,247 --> 00:05:43,295
to otrzymamy linię prostą.

142
00:05:44,063 --> 00:05:46,123
O takiej zależności mówimy

143
00:05:46,123 --> 00:05:47,391
że jest liniowa.

144
00:05:47,647 --> 00:05:51,065
Albo inaczej, że natężenie i napięcie

145
00:05:51,065 --> 00:05:53,535
są do siebie wprost proporcjonalne.

146
00:05:54,559 --> 00:05:56,056
To jednak nie wszystko

147
00:05:56,056 --> 00:05:57,349
co chcę Ci pokazać.

148
00:05:57,631 --> 00:06:00,189
Wymienię teraz opornik w naszym obwodzie

149
00:06:00,189 --> 00:06:02,495
na inny i powtórzę pomiary.

150
00:06:03,263 --> 00:06:05,567
Kiedy naniosę nowe wartości na wykres

151
00:06:05,823 --> 00:06:07,823
okaże się, że wzrost natężenia

152
00:06:07,823 --> 00:06:11,562
nadal jest liniowy, ale tym razem prosta

153
00:06:11,562 --> 00:06:13,191
biegnie mniej stromo.

154
00:06:13,759 --> 00:06:16,063
Zmieniamy napięcie o tyle samo

155
00:06:16,063 --> 00:06:17,867
co w pierwszym przypadku

156
00:06:17,867 --> 00:06:20,512
ale wzrost natężenia przy takiej zmianie

157
00:06:20,512 --> 00:06:21,695
jest mniejszy.

158
00:06:21,951 --> 00:06:22,975
Dlaczego?

159
00:06:24,255 --> 00:06:27,327
Ponieważ drugi opornik miał większy opór.

160
00:06:28,095 --> 00:06:29,470
Podobnie jak słodka woda

161
00:06:29,470 --> 00:06:30,968
w porównaniu ze słoną

162
00:06:30,968 --> 00:06:34,087
czyli bardziej ogranicza przepływ prądu.

163
00:06:34,495 --> 00:06:36,208
Wartość oporu obliczamy

164
00:06:36,208 --> 00:06:38,847
dzieląc napięcie przez natężenie.

165
00:06:39,359 --> 00:06:41,663
R równa się U przez I

166
00:06:42,431 --> 00:06:44,457
Obojętnie dla którego punktu

167
00:06:44,457 --> 00:06:47,551
na naszym wykresie odczytamy te wartości

168
00:06:47,807 --> 00:06:50,879
opór za każdym razem otrzymamy taki sam.

169
00:06:51,391 --> 00:06:53,181
Niewielkie rozbieżności wyników

170
00:06:53,181 --> 00:06:54,862
dla poszczególnych punktów

171
00:06:54,862 --> 00:06:56,262
wynikają z niepewności

172
00:06:56,262 --> 00:06:57,535
pomiarowej urządzeń.

173
00:06:58,047 --> 00:07:00,863
Opór danego opornika jest więc stały

174
00:07:01,119 --> 00:07:03,679
niezależnie od wartości natężenia prądu.

175
00:07:03,935 --> 00:07:06,479
Jednostką oporu jest om

176
00:07:06,495 --> 00:07:07,985
który zapisujemy wielką

177
00:07:07,985 --> 00:07:09,823
grecką literą Omega.

178
00:07:10,591 --> 00:07:12,987
Nazwa jednostki pochodzi od nazwiska

179
00:07:12,987 --> 00:07:15,199
niemieckiego fizyka Georga Ohma

180
00:07:15,967 --> 00:07:18,169
który jako pierwszy zauważył zależność

181
00:07:18,169 --> 00:07:20,831
między natężeniem i napięciem prądu.

182
00:07:24,159 --> 00:07:26,207
Teraz możemy sobie wyjaśnić

183
00:07:26,463 --> 00:07:28,767
do czego stosuje się oporniki.

184
00:07:29,279 --> 00:07:32,095
Możemy nimi regulować natężenie prądu

185
00:07:32,351 --> 00:07:34,143
nie zmieniając jego napięcia.

186
00:07:34,911 --> 00:07:37,564
Dzięki temu, że opornik zamienia część

187
00:07:37,564 --> 00:07:40,287
energii elektrycznej na energię cieplną

188
00:07:40,799 --> 00:07:42,847
tak jakby wyhamowuje prąd

189
00:07:43,103 --> 00:07:44,895
obniżając jego natężenie.

190
00:07:45,663 --> 00:07:48,542
A to właśnie natężenie jest parametrem

191
00:07:48,542 --> 00:07:50,727
który może nam uszkodzić sprzęt

192
00:07:50,783 --> 00:07:52,319
jeśli będzie za wysokie.

193
00:07:53,855 --> 00:07:56,261
Oporniki wykorzystuje się na przykład

194
00:07:56,261 --> 00:07:57,951
przy podłączaniu diody LED

195
00:07:58,207 --> 00:08:00,245
które przy wysokim natężeniu

196
00:08:00,245 --> 00:08:02,485
uległyby przegrzaniu, a przez to

197
00:08:02,485 --> 00:08:04,059
szybkiemu przepaleniu.

198
00:08:07,423 --> 00:08:09,727
Teraz rozwiążmy takie zadanie.

199
00:08:10,239 --> 00:08:12,341
Między końcami przewodnika

200
00:08:12,341 --> 00:08:14,117
o oporze pięciu omów

201
00:08:14,117 --> 00:08:17,663
zmierzono napięcie równe 20 Voltom.

202
00:08:18,175 --> 00:08:19,743
Oblicz natężenie prądu

203
00:08:19,743 --> 00:08:22,119
płynącego przez ten przewodnik.

204
00:08:22,783 --> 00:08:25,087
Nasze dane to opór.

205
00:08:25,343 --> 00:08:27,391
R równa się 5 omów.

206
00:08:28,159 --> 00:08:30,975
I napięcie, U równa się 20 Voltów.

207
00:08:31,743 --> 00:08:34,047
Mamy obliczyć natężenie prądu.

208
00:08:34,815 --> 00:08:37,085
Aby je obliczyć musimy przekształcić

209
00:08:37,085 --> 00:08:38,655
wzór na opór.

210
00:08:38,911 --> 00:08:40,703
R równa się U przez I

211
00:08:41,471 --> 00:08:43,775
Pierwszy krok to pozbycie się ułamka.

212
00:08:44,031 --> 00:08:46,653
Aby to zrobić musimy wzór wymnożyć

213
00:08:46,653 --> 00:08:48,383
obustronnie przez I.

214
00:08:48,895 --> 00:08:52,991
Teraz wzór ma postać R razy I równa się U.

215
00:08:54,271 --> 00:08:56,569
W kolejnym kroku pozbywamy się R

216
00:08:56,569 --> 00:08:58,034
z lewej strony wzoru

217
00:08:58,034 --> 00:09:00,159
dzieląc przez nie obustronnie.

218
00:09:00,671 --> 00:09:03,743
Otrzymujemy I równa się U przez R

219
00:09:06,047 --> 00:09:07,424
Możemy też skorzystać

220
00:09:07,424 --> 00:09:08,897
ze znanej Ci już pewnie

221
00:09:08,897 --> 00:09:12,149
z innych naszych filmów piramidki.

222
00:09:12,191 --> 00:09:15,007
U czyli napięcie umieszczamy u góry

223
00:09:15,263 --> 00:09:16,543
tak jak we wzorze.

224
00:09:17,055 --> 00:09:18,847
I oraz R na dole.

225
00:09:19,359 --> 00:09:22,093
Pozioma linia oznacza kreskę ułamkową

226
00:09:22,093 --> 00:09:23,455
pionowa mnożenie.

227
00:09:24,223 --> 00:09:26,831
Z takiej piramidki wzór uzyskujemy

228
00:09:26,831 --> 00:09:29,343
zasłaniając to, co chcemy obliczyć.

229
00:09:30,111 --> 00:09:33,439
My szukamy natężenia, czyli zasłaniamy I

230
00:09:33,695 --> 00:09:35,999
i otrzymujemy U przez R.

231
00:09:36,767 --> 00:09:38,559
Podstawiamy dane do wzoru.

232
00:09:38,815 --> 00:09:44,205
20 Voltów przez 5 omów daje nam 4 ampery.

233
00:09:45,215 --> 00:09:46,783
I tyle właśnie wynosi

234
00:09:46,783 --> 00:09:48,799
szukane przez nas natężenie.

235
00:09:53,151 --> 00:09:55,711
A teraz zmierz się samodzielnie

236
00:09:55,967 --> 00:09:57,503
z jeszcze jednym zadaniem.

237
00:09:58,015 --> 00:09:59,986
Oblicz opór opornika

238
00:09:59,986 --> 00:10:03,250
jeśli napięcie zmierzone na jego końcach

239
00:10:03,250 --> 00:10:04,760
wyniesie 2 Volty

240
00:10:04,760 --> 00:10:07,592
a prąd jaki przez niego płynie

241
00:10:07,592 --> 00:10:09,559
ma natężenie trzech amperów.

242
00:10:10,047 --> 00:10:12,054
Kiedy skończysz, wznów film

243
00:10:12,054 --> 00:10:14,655
i porównaj swoje rozwiązania z moim.

244
00:10:17,727 --> 00:10:18,529
Już?

245
00:10:18,751 --> 00:10:19,775
To sprawdzamy.

246
00:10:25,151 --> 00:10:27,967
Natężenie prądu płynącego przez przewodnik

247
00:10:28,411 --> 00:10:30,975
jest wprost proporcjonalne do napięcia

248
00:10:31,025 --> 00:10:33,377
przyłożonego między jego końcami.

249
00:10:33,599 --> 00:10:35,880
Dzieląc napięcie przez natężenie

250
00:10:35,880 --> 00:10:37,701
otrzymujemy stałą wartość

251
00:10:37,701 --> 00:10:39,231
którą nazywamy oporem.

252
00:10:39,743 --> 00:10:41,791
Jednostką oporu jest om.

253
00:10:45,119 --> 00:10:47,423
Ta lekcja, mimo swojego tematu

254
00:10:47,679 --> 00:10:50,495
poszła nam wyjątkowo płynnie i bez oporu.

255
00:10:51,263 --> 00:10:52,898
Potrzebujesz wiedzy z innych

256
00:10:52,898 --> 00:10:54,335
fizycznych zagadnień?

257
00:10:54,847 --> 00:10:57,663
Znajdziesz je na stronie pi-stacja.tv

258
00:10:57,919 --> 00:10:59,589
w zakładce fizyka.