Βιβλίο μαθητή
Τετράδιο εργασιών
Οι αρχαίοι Έλληνες γνώριζαν ότι το ήλεκτρον, δηλαδή το κεχριμπάρι, αποκτούσε ιδιαίτερες ιδιότητες όταν το έτριβαν με ύφασμα. Από το ήλεκτρον, οι ιδιότητες αυτές ονομάστηκαν ηλεκτρικές ιδιότητες και το φαινόμενο ηλεκτρισμός.

Νομίζετε ότι ο ηλεκτρισμός είναι ανθρώπινη εφεύρεση; Ε, λοιπόν, κάνετε λάθος. Ο ηλεκτρισμός είναι τόσο παλιός, όσο και το σύμπαν.
Την πρώτη στιγμή της δημιουργίας, όταν ένα μέρος της ενέργειας του σύμπαντος μετασχηματίστηκε σε μάζα, δημιουργήθηκαν και τα ηλεκτρικά φορτία. Τα ηλεκτρικά φορτία είναι αναπόσπαστο κομμάτι της ύλης -ανήκουν στα δομικά της σωμάτια. Τα άτομα των στοιχείων έχουν στον πυρήνα τους τα θετικά φορτισμένα πρωτόνια και γύρω απ' αυτόν κινούνται τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια. Αυτά τα αντίθετα φορτισμένα σωματίδια έλκονται. Όταν τα ηλεκτρόνια καταφέρουν, παίρνοντας ενέργεια, να ξεφύγουν από την έλξη του πυρήνα, κυκλοφορούν σαν ελεύθερα ηλεκτρόνια.
Υπάρχει όμως και η ανακάλυψη. Όταν καταφέραμε να βάλουμε αυτά τα ηλεκτρόνια να κινηθούν, όλα μαζί προς την ίδια κατεύθυνση, ανακαλύψαμε το ηλεκτρικό ρεύμα.
Μαζί με το ηλεκτρικό ρεύμα ανακαλύψαμε ότι η ζωή μας μπορούσε να είναι φωτεινή ακόμη και τη νύχτα, ότι μπορούσαμε να μαγειρεύουμε, να ζεσταινόμαστε, να έχουμε πλήθος συσκευών που κάνουν τη ζωή μας πιο εύκολη, πιιο ασφαλή και πιο ευχάριστη, όπως τα πλυντήρια, τα ψυγεία, τα στερεοφωνικά και πολλά άλλα.
Από τότε που ανακαλύφθηκε το ηλεκτρικό ρεύμα, δεν έχουμε σταματήσει να "εφευρίσκουμε" όλο και περισσότερους τρόπους να το χρησιμοποιούμε.
Αν έχεις αμφιβολίες για το αν ο ηλεκτρισμός είναι σημαντικός, θυμήσου ότι αν θέλεις να πεις ότι κάποιος δεν μπορεί να επιοινωνήσει, δανείζεσαι από τον ηλεκτρισμό την έκφραση "έπαθε μπλακάουτ", που σημαίνει διακοπή του ηλεκτρικού ρεύματος.

​Σ' αυτή την ενότητα παρουσιάζεται το τι, το πώς και το γιατί των ηλεκτρικών φορτίων και του ρεύματος, γιατί είναι σημαντικός για τη ζωή σου να ξέρεις τι είναι ο διακόπτης, τι σημαίνει η έκφραση "τα ετερώνυμα έλκονται", ότι οι αστραπές είναι φυσικά φαινόμενα που οφείλονται στα ηλεκτρικά φορτία και πόσο σημαντικό είναι να ξέρεις για τους κινδύνους που συνοδεύουν τη χρήση του ηλεκτρικού ρεύματος και πώς να προστατεύεσαι απ' αυτούς.
Φιλλένια Σιδέρη - Νότα Λαζαράκη
Τα ηλεκτρόνια που μεταφέρονται από ένα σώμα σε ένα άλλο με την τριβή, είναι σταθερά και δεν μπορούν να ρέουν μέσα στο υλικό. Αυτά τα φορτία ονομάζονται στατικά φορτία και τα φαινόμενα που οφείλονται σ' αυτά ονομάζονται στατικός ηλεκτρισμός.
Βίντεο που εξηγεί πώς δημιουργείται ο στατικός ηλεκτρισμός
Η Ηλεκτρογεννήτρια Βαν ντε Γκράαφ (Van de Graaff), ή σφαίρα Βαν ντε Γκράαφ, είναι ηλεκτρογεννήτρια στατικού ηλεκτρισμού, (ηλεκτροστατική γεννήτρια), που μπορεί να συσσωρεύσει στο κοίλο ειδικής μονωμένης μεταλλικής σφαίρας που φέρει μεγάλα αποθέματα ηλεκτροστατικού δυναμικού. Τη συσκευή αυτή εφεύρε ο Αμερικανός φυσικός Ρόμπερτ Βαν ντε Γκράαφ το 1929 στο Πανεπιστήμιο Πρίνστον, προς τιμή του οποίου και φέρει το όνομα.
Στατικός ηλεκτρισμός και νερό

Μπαλόνι και στατικός ηλεκτρισμός - προσομοίωση
Γιατί ένα μπαλόνι κολλάει στο πουλόβερ σου; Τρίψε ένα μπαλόνι σε ένα πουλόβερ, άφησέ το ελεύθερο και αυτό επιστρέφει και κολλάει στο πουλόβερ. Δες τα φορτία στο πουλόβερ, τα μπαλόνια και τον τοίχο.
Το ηλεκτροσκόπιο είναι ένα όργανο που χρησιμοποιείται για να ανιχνεύει την παρουσία στατικού ηλεκτρισμού.
Ο ηλεκτρικός λαμπτήρας χρησιμοποιείται για την μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε φωτεινή.
Κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα ονομάζεται ένα σύστημα το οποίο αποτελείται από μια μπαταρία (ηλεκτρική πηγή), ο κάθε πόλος της οποίας συνδεέται με τη βοήθεια ενός καλωδίου με τις επαφές μιας λυχνιολαβής, στην οποία είναι τοποθετημένο ένα λαμπάκι. Στο κλειστό ηλεκτρικό σύστημα από το λαμπάκι διέρχεται ηλεκτρικό φορτίο, με αποτέλεσμα να εκπέμπει φως.
Πώς να κατασκευάσεις ένα απλό ηλεκτρικό κύκλωμα
Φτιάξε ένα απλό ηλεκτρικό κύκλωμα παίζοντας...
Δοκίμασε να φτιάξεις ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Πάτησε το “play” για να ξεκινήσεις. Με τα βέλη στην πάνω δεξιά γωνία διάλεξε ό,τι χρειάζεσαι για να φτιάξεις ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Προσπάθησε να βάλεις κάτι σε όλες τις υποδοχές, ώστε το κύκλωμά σου να κλείσει και να ανάψει το λαμπάκι. Αφού τελειώσεις, βάλε το δείκτη του ποντικιού σου πάνω από το “off”, για να δεις αν ανάψει το λαμπάκι.
Δοκίμασε πάλι, πατώντας το “clear”, να φτιάξεις κι άλλα ηλεκτρικά κυκλώματα με διαφορετικούς τρόπους. Καλή επιτυχία!

Κατασκευή κυκλωμάτων - προσομοίωση
Κατασκευάστε ηλεκτρικά κυκλώματα με λαμπτήρες, μπαταρίες και διακόπτες.
Σε μερικά υλικά, όπως τα μέταλλα, ορισμένα ηλεκτρόνια μπορούν αν ξεφύγουν από την έλξη του πυρήνα ενός ατόμου και να κινηθούν ελεύθερα μέσα στη μάζα του υλικού. Τα ηλεκτρόνια αυτά ονομάζονται ελεύθερα ηλεκτρόνια. Η ροή ελεύθερων ηλεκτρονίων προς μία ορισμένη κατεύθυνση ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα.
Η ροή των ηλεκτρονίων έχει φορά από τον αρνητικό προς το θετικό πόλο μιας ηλεκτρικής πηγής.
Αγωγοί ονομάζονται τα υλικά σώματα που άγουν, δηλαδή επιτρέπουν τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από τη μάζα τους. Τα υλικά που είναι αγωγοί διαθέτουν ελεύθερα ηλεκτρόνια.
Μονωτές ονομάζονται τα υλικά σώματα που δεν άγουν, δηλαδή δεν επιτρέπουν τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από τη μάζα τους. Τα υλικά που είναι μονωτές δε διαθέτουν ελεύθερα ηλεκτρόνια.
Διάλεξε αντικείμενα χρησιμοποιώντας τα βελάκια στο κάτω μέρος και μετέφερέ τα σύροντάς τα με πατημένο το αριστερό κλικ του ποντικιού στο κενό του ηλεκτρικού κυκλώματος. Αν ανάψει το λαμπάκι, το αντικείμενο είναι αγωγός. Αν δεν ανάψει το λαμπάκι, το αντικείμενο είναι μονωτής του ηλεκτρικού ρεύματος.
Για να μπορούμε να διακόψουμε τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα κύκλωμα εύκολα και για όσο διάστημα θέλουμε, χρησιμοποιούμε τους διακόπτες.
Διάφοροι διακόπτες
Σύνδεση σε σειρά: Οι συσκευές συνδέονται η μία μετά την άλλη. Αν αποσυνδέσουμε μία από τις συσκευές ή το κύκλωμα κοπεί σε ένα σημείο, τότε η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος διακόπτεται και παύουν να λειτουργούν όλες οι συσκευές.
Παράλληλη σύνδεση: Οι συσκευές συνδέονται έτσι, ώστε οι επαφές κάθε συσκευής να συνδέονται απευθείας με τους πόλους της ηλεκτρικής πηγής. Στην παράλληλη σύνδεση δημιουργούνται πολλά ηλεκτρικά κυκλώματα, τα οποία λειτουργούν ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, ώστε ακόμη κι αν αποσυνδεθεί μία συσκευή, να μπορούν να λειτουργούν όλες οι άλλες.
Το ανθρώπινο σώμα είναι αγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος. Αν ρεύμα μεγάλης έντασης περάσει μέσα από το σώμα μας, ο κίνδυνος μόνιμης βλάβης είναι ιδιαίτερα μεγάλος.
Αν το ρεύμα που διαρρέει το σώμα μας είναι ισχυρό, ο μυς της καρδιάς δεν μπορεί να λειτουργήσει σωστά, με συνέπεια την αναισθησία ή ακόμα και τη διακοπή λειτουργίας της καρδιάς. Αυτό το ονομάζουμε ηλεκτροπληξία.
Κάνε κλικ στην εικόνα
Κίνδυνος υπάρχει και από τα ηλεκτρικά φαινόμενα στη φύση (κεραυνός).
Κεραυνός χτυπάει ένα δέντρο
Κεραυνός πάνω σε αλεξικέραυνο
Κάνε κλικ πάνω στα διάφορα αντικείμενα για να παίξεις
Το παρόν παιχνίδι αναπτύχθηκε στο πλαίσιο διπλωματικής εργασίας της Μαρίνας Τομαρά
στο Διαπανεπιστημιακό Διατμηματικό Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών «Τεχνολογίες της Επικοινωνίας και της Πληροφορίας για την Εκπαίδευση»
Κάνε το κουίζ για να δεις τι θυμάσαι από τον ηλεκτρισμό.