1. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3
ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΣYΓΧΡΟΝΗ ΖΩΗ
Κάκε μζρα κλείνεισ ζνα διακόπτθ για να κζςεισ ςε
λειτουργία ζνα λαμπτιρα, το ραδιόφωνο ι τθν
τθλεόραςθ, χειρίηεςαι ζναν ανελκυςτιρα ι βλζπεισ
να γυρίηει κάποιοσ το κλειδί για να αρχίςει να
λειτουργεί θ μθχανι του αυτοκινιτου.
Από όλεσ τισ μορφζσ ενζργειασ αυτι που
επθρζαςε περιςςότερο το ςφγχρονο πολιτιςμό
είναι θ θλεκτρικι ενζργεια.
Η μεταφορά τθσ θλεκτρικισ ενζργειασ
επιτυγχάνεται με το θλεκτρικό ρεφμα που
διαρρζει ζνα κλειςτό θλεκτρικό κφκλωμα
Στισ θλεκτρικζσ ςυςκευζσ (καταναλωτζσ) θ θλεκτρικι ενζργεια μετατρζπεται ςε άλλεσ μορφζσ
ενζργειασ, όπωσ κερμικι, χθμικι, μθχανικι, ενζργεια μαγνθτικοφ πεδίου.

2. 3.1 Θερμικά αποτελζςματα
του θλεκτρικοφ ρεφματοσ
Κάκε ςυςκευι από τθν οποία διζρχεται
θλεκτρικό ρεφμα κερμαίνεται.
Όταν
ζνασ
κοινόσ
λαμπτιρασ
πυρακτώςεωσ λειτουργεί για αρκετό
χρόνο κερμαίνεται. Αν κζςουμε ςε
λειτουργία μια θλεκτρικι κουηίνα, τότε θ
εςτία τθσ κερμαίνεται. Οι θλεκτρικζσ
κερμάςτρεσ, οι κουηίνεσ και οι
κερμοςίφωνεσ κερμαίνονται, όταν από
τουσ αντιςτάτεσ τουσ διζρχεται θλεκτρικό
ρεφμα

3. 3.1 Θερμικά αποτελζςματα
του θλεκτρικοφ ρεφματοσ
Γενικά, όταν από ζναν αντιςτάτθ διζρχεται θλεκτρικό
ρεφμα, θ κερμοκραςία του αυξάνεται. Το φαινόμενο
αυτό το μελζτθςε πρϊτοσ ο Άγγλοσ φυςικόσ Τηάουλ
(Joule), και γι’ αυτό ονομάηεται «φαινόμενο Τηάουλ»
H αφξθςθ τθσ κερμοκραςίασ του αντιςτάτθ ςυνδζεται με
αφξθςθ τθσ κερμικισ του ενζργειασ
Όταν θ κερμοκραςία του αντιςτάτθ γίνεται μεγαλφτερθ από τθ κερμοκραςία του
περιβάλλοντόσ του, ενζργεια (κερμότθτα) κα μεταφζρεται από τον αντιςτάτθ ςε αυτό
Αν όλθ θ επιπλζον (θλεκτρικι) ενζργεια μεταφζρεται ςτο περιβάλλον, τότε θ κερμοκραςία
του αντιςτάτθ διατθρείται ςτακερι
Η ενζργεια δεν παράγεται από το μθδζν. Μετατρζπεται από τθ μια μορφι ςτθν άλλθ, ζτςι
ϊςτε θ ςυνολικι ποςότθτά τθσ να διατθρείται ςτακερι.
Από ποφ προζρχεται θ κερμότθτα που μεταφζρεται από τον
αντιςτάτθ ςτο περιβάλλον;

4. 3.1 Θερμικά αποτελζςματα
του θλεκτρικοφ ρεφματοσ
Είδαμε προθγοφμενα ότι θ κερμικι ενζργεια ενόσ
αντιςτάτθ αυξάνεται, όταν από αυτόν διζρχεται
θλεκτρικό ρεφμα.
Είναι φανερό ότι θ προζλευςθ αυτισ τθσ ενζργειασ
ςυνδζεται με τθν ενζργεια που μεταφζρει το
θλεκτρικό ρεφμα τθν οποία ονομάςαμε θλεκτρικι
ενζργεια.
Συμπεραίνουμε λοιπόν ότι ςτον αντιςτάτθ θλεκτρικι ενζργεια μετατρζπεται ςε
κερμικι. Επομζνωσ θ κερμότθτα που μεταφζρεται από τον αντιςτάτθ ςτο
περιβάλλον του προζρχεται από τθν θλεκτρικι ενζργεια.

5. 3.6 Ενζργεια και ιςχφσ
του θλεκτρικοφ ρεφματοσ
Το
θλεκτρικό
ρεφμα
όταν
διαρρζει
οποιαδιποτε ςυςκευι ι μθχανι μεταφζρει ς’
αυτι ενζργεια θ οποία μετατρζπεται ςε
ενζργεια κάποιασ άλλθσ μορφισ.
Στθ διάταξθ τθσ εικόνασ, όταν ο κινθτιρασ
περιςτρζφεται
και
ανυψϊνει
ζνα
βαρίδι, μετατρζπει ςε μθχανικι ζνα μζροσ τθσ
ενζργειασ που μεταφζρεται ς’ αυτόν από το
θλεκτρικό ρεφμα.
Το υπόλοιπο μζροσ τθσ θλεκτρικισ ενζργειασ
μετατρζπεται ςε κερμικι λόγω του
φαινομζνου Τηάουλ και τθσ τριβισ.

6. 3.6 Ενζργεια και ιςχφσ
του θλεκτρικοφ ρεφματοσ
Ενζργεια που μετατρζπει μια θλεκτρικι ςυςκευι
Πόςθ είναι θ ςυνολικι θλεκτρικι ενζργεια που
«καταναλϊνει» μια ςυςκευι και τθ μετατρζπει
ςε ενζργεια άλλων μορφϊν;
Η ενζργεια που προςφζρεται από το θλεκτρικό
ρεφμα ςε ζναν θλεκτρικό καταναλωτι δίνεται από
τθ ςχζςθ Εθλ=q · V. Αν λάβουμε υπόψθ τον οριςμό
τθσ ζνταςθσ του θλεκτρικοφ ρεφματοσ, προκφπτει:
Εθλεκτρικι=V · (I · t) ι Eθλεκτρικι=V · I · t
Δθλαδι θ ενζργεια που μεταφζρει το θλεκτρικό
ρεφμα ςε μια ςυςκευι είναι ανάλογθ τθσ
διαφοράσ δυναμικοφ (V) που εφαρμόηεται ςτα
άκρα (πόλουσ) τθσ ςυςκευισ, τθσ ζνταςθσ (I) του
θλεκτρικοφ ρεφματοσ που τθ διαρρζει και του
χρόνου λειτουργίασ τθσ (t).

7. 3.6 Ενζργεια και ιςχφσ
του θλεκτρικοφ ρεφματοσ
Ενζργεια που μετατρζπει μια θλεκτρικι ςυςκευι
Ιςχφει για κάκε είδοσ θλεκτρικισ ςυςκευισ που
μετατρζπει τθν θλεκτρικι ενζργεια ςε ενζργεια
κάποιασ άλλθσ μορφισ. Ζτςι μποροφμε να τθν
εφαρμόςουμε ςε κινθτιρα, αντιςτάτθ, μια
επαναφορτιηόμενθ μπαταρία, λαμπτιρα κ.λπ.
Η μονάδα θλεκτρικισ ενζργειασ, όπωσ και κάκε
μορφισ ενζργειασ, ςτο Διεκνζσ Σφςτθμα
Μονάδων (S.I.) είναι το ζνα Τηάουλ (1 J).
Αν αντικαταςτιςουμε V=1 V, I=1 A και t=1 s μποροφμε να υπολογίςουμε τθν
θλεκτρικι ενζργεια που «καταναλϊνει»/μεταςχθματίηει ςε ζνα δευτερόλεπτο μια
ςυςκευι από τθν οποία διζρχεται θλεκτρικό ρεφμα ζνταςθσ 1 Α και μεταξφ των
άκρων τθσ εφαρμόηεται τάςθ 1 V:
Εθλ=(1 V) · (1 A) · (1 s)=1 J

8. 3.6 Ενζργεια και ιςχφσ
του θλεκτρικοφ ρεφματοσ
Η ιςχφσ που «καταναλώνει» μια θλεκτρικι ςυςκευι
Στισ πρακτικζσ εφαρμογζσ δεν μασ ενδιαφζρει μόνον
πόςθ ενζργεια μετατρζπει μια ςυςκευι ι
μθχανι, αλλά και ο χρόνοσ μζςα ςτον οποίο ςυμβαίνει
αυτό, δθλαδι μασ ενδιαφζρει θ ιςχφσ τθσ ςυςκευισ.
Γνωρίηουμε ότι θ ιςχφσ (P) είναι θ ποςότθτα τθσ
ενζργειασ
(Ε)
που
μετατρζπει
(«παράγει», «καταναλϊνει») ι μεταφζρει μια
μθχανι (ι, γενικότερα, ςυςκευι) προσ το
αντίςτοιχο (απαιτοφμενο) χρονικό διάςτθμα (t).
Στθ γλϊςςα των Μακθματικϊν γράφουμε:
P=E/t

9. 3.6 Ενζργεια και ιςχφσ
του θλεκτρικοφ ρεφματοσ
Η ιςχφσ που «καταναλώνει» μια θλεκτρικι ςυςκευι
Επομζνωσ, ςφμφωνα με τον παραπάνω οριςμό θ
θλεκτρικι ιςχφσ που μεταφζρει το θλεκτρικό
ρεφμα ςε μια θλεκτρικι ςυςκευι είναι
Pθλ=Εθλ/t
Αν αντικαταςτιςουμε τθν θλεκτρικι ενζργεια
λαμβάνουμε
Pθλ=V I t/t
δθλαδι
Pθλ= V · Ι
Ώςτε θ θλεκτρικι ιςχφσ που «καταναλϊνει»/μεταςχθματίηει μια οποιαδιποτε θλεκτρικι
ςυςκευι είναι ίςθ με το γινόμενο τθσ διαφοράσ δυναμικοφ που εφαρμόηεται ςτουσ
πόλουσ τθσ επί τθν ζνταςθ του θλεκτρικοφ ρεφματοσ που τθ διαρρζει.

10. 3.6 Ενζργεια και ιςχφσ
του θλεκτρικοφ ρεφματοσ
Η ιςχφσ που «καταναλώνει» μια θλεκτρικι ςυςκευι
Ζτςι, για παράδειγμα, αν ςτα άκρα μιασ θλεκτρικισ
ςυςκευισ εφαρμόςουμε διαφορά δυναμικοφ V=1
Volt και μετριςουμε τθν ζνταςθ του θλεκτρικοφ
ρεφματοσ Ι=1 Α, τότε θ θλεκτρικι ιςχφσ που
μετατρζπει είναι:
Pθλ=(1 V) · (1 Α)=1 W
Με άλλα λόγια ζνα θλεκτρικό ρεφμα ζνταςθσ 1 Α
που διαρρζει μια ςυςκευι ςτα άκρα τθσ οποίασ
εφαρμόηεται διαφορά δυναμικοφ 1 V μεταφζρει ς’
αυτιν θλεκτρικι ιςχφ 1 W.
Αν θ ςυςκευι αυτι είναι ζνασ κινθτιρασ που μετατρζπει ςχεδόν ολόκλθρθ τθν θλεκτρικι
ιςχφ ςε μθχανικι μπορεί να ανυψϊςει ζνα μιλο 100 g ςε φψοσ 1 m ςε χρόνο ενόσ
δευτερόλεπτου.

11. 3.6 Ενζργεια και ιςχφσ
του θλεκτρικοφ ρεφματοσ
Κατανάλωςθ τθσ θλεκτρικισ ενζργειασ
Για να λειτουργιςουν οι θλεκτρικζσ ςυςκευζσ που
υπάρχουν ςτο ςπίτι μασ χρειάηονται ενζργεια.
Ποιοσ παρζχει αυτι τθν ενζργεια;
Η θλεκτρικι ενζργεια που καταναλϊνει μια ςυςκευι
ιςοφται με το γινόμενο τθσ ιςχφοσ τθσ ςυςκευισ επί
το χρόνο λειτουργίασ τθσ, δθλαδι:
Eθλ=Ρθλ · t
Αν θ ιςχφσ μετράται ςε W και ο χρόνοσ ςε s, τότε θ
ενζργεια υπολογίηεται ςε J. Όμωσ το Τηάουλ είναι μια
μικρι ποςότθτα ενζργειασ. Γι’ αυτό το λόγο οι εταιρείεσ
θλεκτρικισ ενζργειασ μετροφν τθν ενζργεια που
παρζχουν ςε μια άλλθ μονάδα που λζγεται κιλοβατώρα
(ςυμβολικά: 1 kW · h).
Μια κιλοβατώρα είναι ίςθ με τθν ενζργεια που καταναλϊνεται από μια ςυςκευι ιςχφοσ 1 kW
(1000 W) όταν λειτουργεί για μια ώρα. Ζνασ λαμπτιρασ ιςχφοσ 100 W όταν λειτουργεί για 10
ϊρεσ καταναλϊνει ενζργεια 1 kWh.