Электр тогының жұмысы мен қуаты. Джоуль- Ленц заңы.

187

 

Тақырыбы: Электр тогының жұмысы мен қуаты. Джоуль- Ленц заңы.

Мақсаты:            

Білімділік: Токтың жұмысы мен қуаты, Джоуль-Ленц заңы туралы

түсіндіру, жаңа ұғым жөнінде түсінік қалыптастыру. Электрлік құбылыстар тарауы бойынша білімдерін толықтыру, бекіту, тексеру

Дамытушылық: Оқушылардың ой-өрісін, шығармашылық және   

                               танымдық қабілеттерін дамыту.

Тәрбиелік:  Оқушыларды, көрегендікке,  еңбекшілдікке тәрбиелеу.

Сабақтың түрі – сабақ-фрейм

Сабақтың әдіс-тәсілдері: критерийлермен бағалау, сұрақ-жауап, фронтальды  сұрау, топппен жұмыс, өздік жұмыс;

Пәнаралық байланыс: электроника, электротехника, тарих, қазақ тілі, математика т.б.

Сабақтың көрнекілігі: слайд, физикалық приборлар, кестелер, карточкалар

Фрейма ағылшын тілінен аударғанда рама дегенді білдіреді

Тақтада рама берілген. Сабақтың әр кезеңінде алынған ақпарат біздің рамамыз үлкейіп кеңи береді.

                 Оқытушы Фрейм-сабақ туралы мағлұмат береді.

Кластер «Электроника, электроника»

Жарнама 1.    Электр энергиясы – ХХІ ғасырдың қуат көзі.

Есіңе түсір (теорияны қайталау)

1.Электр тогы дегеніміз не?

 2.Ток күші дегеніміз не, формуласы, өлшем бірлігі, құрал

 3.Тізбек бөлігі үшін Ом заңы қалай жазылады? 

  1. Тізбекте ток болу қандай жағдайлар болу үшін

не керек ?

  1. Электр қозғаушы күш дегеніміз не?
  2. Электр кернеуі дегеніміз не? формуласы,

 өлшем бірлігі, құрал

  1. Кедергі дегеніміз не

8.Өткізгіштің меншікті кедергісі деген не, формуласы өлшем бірлігі, құрал

  1. Тізбектей және праллель жалғау заңдылықтары.
  2. Толық тізбек үшін Ом заңы.

Жарнама 2. Электроника – прогресс тамыры, өндіріс жүрегі.

            Қауіпсіздік техникасы.

 Фронтальдық жұмыс.

Амперметрдің, вольтметрдің, ток көзінің, резистордың, жалғағыш сымдар, шамның көмегімен электр тізбегін кұру, оны түсіндіру Q=I2Rt

Фронтальдық жұмыс (зерттеу) А

 

 

 

  1. Сызба бойынша тізбек құрастыр.
  2. Амперметрдің, вольтметрдің шкаласының бөлік құнын тап.
  3. Амперметрдің, вольтметрдің көрсетулерін кесте жаз.
  4. Кедергіні тап.
  5. Қорытынды жаса.
Физикалық шама шамHL1 Шам HL2 Тізбектің жалпы бөлігі Қорытынды
Ток күші  I, А
Кернеу U, В
Кедергі R, Ом

 

Фронтальдық жұмыс А

Физикалық шама Бірінші резистор

R1

Екінші резистор R2 Тізбектің жалпы бөлігі Қорытынды
Ток күші  I, А
Кернеу U, В
Кедергі R, Ом  
  1. Сызба бойынша тізбек құрастыр.
  2. Амперметрдің, вольтметрдің шкаласының бөлік құнын тап.
  3. Амперметрдің, вольтметрдің көрсетулерін кесте жаз.
  4. Кедергіні тап.
  5. Қорытынды жаса.

Фронтальдық жұмыс (белсенді) С

  1. Берілген сызбадағы амперметрдің және вольтметрдің әуелі бөлік құнын, өлшеу шегін және олардың көрсеткіштерін анықтап жаз. Сызбадағы шамның және резистордың кернеуін анықта.кедергісін тап

Өздік жұмыс (жан-жақты ойлайтын) В

Карточка №1

1.Электр тізбегі ЭҚК-і  4 В, ішкі кедергісі 1 Ом ток көзінен және кедергісі

1 Ом өткізгіштен тұрады. Тізбектегі ток күші неге тең

  1. Кедергілері 2 Ом және 3 Ом екі өткізгіш тізбектей жалғанған. Тізбектегі ток күші 1 А. Тізбектің жалпы кедергісін, әр өткізгіштегі кернеуді және жалпы кернеуді тап

(жауабы: R= 5 Ом; U1= 2В; U2=3 В; U=5 В)

 

 

Карточка №2

  1. Электр тізбегі ЭҚК-і 6 В, ішкі кедергісі 2 Ом ток көзінен және кедергісі 1 Ом өткізгіштен тұрады. Тізбектегі ток күші неге тең?
  2. Мыс сымның ұзындығы 100 м, көлденең қимасының ауданы 2 мм2 . Сымның кедергісі неге тең? ρ =0,017 Ом*мм2 /м (Жауабы 0,85 Ом)

 

 

Жарнама 3.

Жұмыс пен қуат. Джоуль – Ленц заңы » тақырыбы бойынша алған түбегейлі білімдерің электр қуатын тұтынуда көмегін тигізеді.

Жаңа сабақ

  • Электр тогының жұмысы.

Электр тогының бар екенін оның жылулық, химиялық, магниттік және биологиялық әсерлері бойынша білуге болады дедік. Осы әсерлер арқылы электр тогы, нақты айтқанда электр тогының көзі жұмыс жасайды. Мысалы ток өткенде өткізгіш қызады, соның салдарынан олардың ішкі энергиясы өседі. Ал өткізгіштің ішкі энергиясының артуы ток жұмысының есебінен жүреді, осы жұмысты есептейік. Сонда электр өрісі A=qU жұмыс өндіреді. Бұл заңды тәжірибе жүзінде 1841 жылы ағылшын ғалымы Дж.Джоуль және 1843 жылы Петербург академигі Э.Х.Ленц ашқан. Сонымен электр тогының жылулық әсерін түсіндіретін заң Джоуль- Ленц заңы болды.

Электр тогының жылулық әсері тұрмыстық, өнеркәсіптік жылу қондырғыларында қолданылады. Олар электр шамдарында, өлшеу техникаларында, аспаптарында, электрлік дәнекерлеуде, тағы да басқа көптеген қазіргі заманғы техниканың салаларында пайдаланылады.

A=qU;    I=q/t

Тізбектің бөлігіндегі токтың жұмысы ток күшінің кернеуге және жұмыс өндіруге кеткен уақытқа көбейтіндісіне тең:

  A=IUt  егер I=U/R;  U=IR;  A=IUT=I2Rt=U2/Rt=Q

   SI жүйесінде жұмыс Джоульмен (Дж)         өлшенеді.

1 Дж = 1А·1В · 1 с

Токтың жұмысын өлшеуге арналған құрал электр санауыш деп аталады

 

                                                                           =

 

егер I=U/R;  U=IR;  A=IUT=I2Rt=U2/Rt=Q

Өткізгіштерді тізбектей жалғау үшін  A=I2Rt

 Өткізгіштерді параллель жалғау үшін A=U2/Rt

1 Вт∙сағ. = 3600 Дж

1 гВт∙сағ = 100 Вт = 360 000 Дж

1 кВт∙сағ = 1000 Вт = 3 600 000 Дж.

Токтың қуаты

Токтың қуаты t уақыттағы ток жұмысының сол уақыт аралығына қатыныасына тең:

P=A/t=IU

егер I=U/R;  U=IR; P=IU=I2R=U2/R

Өткізгіш неге қызады:

Джоуль- Ленц заңы.

 

 

Ағылшын физигі                Ресей физигі

Джеймс Джоуль        Эмилий Христианович Ленц

(1818-1889)                                (1804-1865)

Тогы бар өткізгіштің бөлініп шығатын жылуының мөлшерін ток күшінің квадраты, өткізгіштің кедергісіне және өткізгіш бойымен ток жүретін уақыттың көбейтіндісіне тең:

Q=I2Rt

Жарнама 4

1.Үйреніп ал, қажетіңе жарайды!

Электр санауыш туралы студенттің дайындаған мәліметтері. (слайд)

Электр санауыштар туралы

Электр санауыштардың  пайда болу тарихы XIX ғасырдан басталады. XIX ғасырдың бірінші жартысында электр және магниттік қасиеттердің біртұтастығы теория жүзінде дәлелденді.  XIX ғасырдың екінші жартысында теорияны практика жүзінде дәлелдеу басталды. Су турбинасына, санауышқа, ток трансформаторына, әр түрлі двигательдерге, динамо- машинаға, шамдарға патент берілді, яғни бұл қондырғылар әр түрлі мақсаттарға қолданыла бастады. Осыған дейін  трансформатор жасаған венгр Отто Титус Блати және динамо-машина жасаған Аньош Йедлик и Вернер фон Сименс ең алғашқы индукциялық электр санауыш  жасады. Тағы да бұдан басқа (Галилео Феррарис— 1885 жылы, Никола Тесла — 1888жылы, Шелленбергер — 1888жылы), сол кездегі ұдайы электромагнитизмді теориясын дамыта отырып, электр энергиясын өлшейтін электр санауыштардың пайда болуына  үлес қосты.

Бұл комерсиялық өнім көпшіліктің сұранысына ие болды. Осы электр санауыштардың көмегімен тұтынған электр энергиясын есептеуге мүмкіндік туды.

1888 ең бірінші айнымалы токтың электр санауышын жасаған ғалымдар Оливер Б. Және Шелленбергером.

Электр санауыштар классификациясына, түріне, құрылысына қарай бөлінеді.

Электрөлшеуіштер өлшеу шамасына қарай бір фазалық (айнымалы ток өлшеу үшін 200В, 50 Гц) және үш фазалық (380 В, 50 Гц).

Электрмеханикалық  индукциялық санауыштың айналатын индукциялық бөлігі (алюминий диск) электр тұтынушыларын қосқанда айналып, есептік тетіктің көрсетуі бойынша шығынды көрсетеді. Құйынды токтың әсерінен алюминий диск айналады.

Электронды санауыштар, айнымалы ток пен кернеудің шығу сигналдарын түрлендіріп, есептеу импульсіне айналдырады. Импульстердің саны белсенді энергияға тура пропорционал.

Электронды электр санауыштардың кепілдік мерзімі электрмеханикалық индукциялық санауыштарға қарағанда көп (4-16 жыл)

 

2.Осы тақырып бойынша берілген кез келген есептерді  бөгелмей шығарып үйрену. Бұл  өздік жұмыстар мен үй тапсырмаларын  орындауға көмектеседі.

Есеп №1

Қуаты 100 Вт электр шамы күніне 6 сағ.  жанады. 1 ай (30 күн) ішіндегі токтың атқарған жұмысын тап, 1 кВт*сағ қалада 7 теңге тұрады?

Шешуі :

А=Р*t

А= 100 Вт *180 сағ.=18000 Вт*сағ= 18 кВт*сағ

құны – 7 теңге * 18 кВт*сағ =

= 119 теңге

Жауабы: А= 18 кВт*сағ, құны 119 теңге

 

  Есеп № 2                                

2А ток күші мен 220 В кернеуінде 10 м биіктікке массасы 100 кг жүкті

30 с аралығында көтеретін электр двигателінің ПӘК-ін анықтау

Берілгені

U =  220В                   Шешуі:

I = 2А                     ПӘК – жалпы жұмыс пен пайдалы

t = 30c                    жұмыстың арақатынасын айтады

m = 100 кг

һ=10 м

ƞ-?

              

                Пайдалы жұмыс   АП = mgh,  жалпы жұмыс  Аж=UIt

 

 

 

Жарнама 5

Тестерді орындау – сіздердің болашақ мамандықтарыңызды біліп-тануыңызға ашылатын бірден бір жол.

 

Тест

  1. Электр тізбегіндегі кернеудің токқа қатынасын қандай физикалық шама деп аталады?

А. Ток күші.

В. Кернеу.

С. Кедергі.

Д. Жұмыс.

Е. Қуат.

  1. Кедергілері 3 және 6 Ом резисторлар параллель жалғанғанда, жалпы кедергілері неге тең?

А. 2 Ом

В.10  Ом.

С. 4 Ом.

Д. 18 Ом.

Е. 3 Ом.

  1. Өткізгіштерді қалай жалғағанда тізбектегі ток күші тұрақты болады?

А. Тізбектей.

В. Аралас.

С. Параллель.

Д.Біртіндеп.

Е. Тізбектей және біртіндеп

  1. Өткізгіштерді қалай жалғағанда тізбектегі кернеу тұрақты болады?

А. Тізбектей.

В. Аралас.

С. Параллель.

Д.Біртіндеп.

Е. Параллель және біртіндеп

  1. 7 кА болатын тоқ күшін ампермен өрнекте?

А. 0,7 А.

В. 700 А.

С. 7000 А.

Д. 0,007 А.

Е. 0,07 А.

  1. Ом заңы бойынша кедергі қалай өрнектеледі?

А. R=U/I.

В. R=UI.

  1. R=I/U.

Д. R=ρS/L.

Е. m=kIt.

  1. Қалыңдығы өткізгіштер өлшемдерімен салыстырғанда өте аз, диэлектрик қабатымен бөлінген екі өткізгіш қалай аталады?

А. психрометр.

В. термометр.

С. амперметр.

Д. конденсатор.

Е. трансформатор.

  1. Үйкелген дененің басқа денені тарту құбылысы алғаш қай жерде белгілі болды?

А.  Греция.

В. Англия.

С.Ресей.

Д. Франция.

Е.Италия.

  1. Өткізгіштегі тоқ күшін қандай құралмен өлшейді және ол тізбекке қалай жалғанады?

А. Амперметр, тізбектей

В. Амперметр, параллель

С. Вольтметр, тізбектей.

Д. Вольтметр, параллель

Е.Жауаптардың ішінде дұрысы жоқ.

  1. Тұрмыстық қажеттер үшін қандай кернеулер пайдаланылады?

А. 120 В.

В.  220 В.

С.360 В.

Д. 380 В.

Е. 36 В.

 

2 нұсқа.

  1. Өткізгіштерді қалай жалғағанда тізбектегі кернеу тұрақты болады?

А. Тізбектей.

В. Аралас.

С. Параллель.

Д.Біртіндеп.

Е.Жауаптардың ішінде дұрысы жоқ.

  1. Кедергілері 3 Ом және 2 Ом резисторлар тізбектей жалғанғанда жалпы кедергі неге тең болады?

А. 6 Ом.

В. 5 Ом.

С. 1,5 Ом.

Д.2 Ом.

Е.Жауаптардың ішінде дұрысы жоқ.

  1. Электр тоғының өлшем бірлігі қандай?

А. Ампер.

В. Вольт.

С. Кулон.

Д. Фарадей.

Е.Ом.

  1. Өткізгіштің меншікті кедергісінің өлшем бірлігі?

А. Ом/ метр.

В. Ом*метр.

С. Ом.

Д. В/Ом.

Е. А*Ом.

  1. Толық тізбек үшін Ом заңы бойынша қалай өрнектеледі?

А. I=ε/R+r .

В. Q=I2 RT.

С. R=I/U.

Д. I=U/R.

Е.  R=ρS/L.

  1. Кернеудің өлшем бірлігі қандай?

А. В

В.  А.

С. Вт.

Д. Дж.

Е.Ом.

  1. Ішкі кедергінің өлшем бірлігі қандай?

А. Ом*м.   В. А.   С. Ом.  Д. Вт/с.  Е. Дж

  1. Кедергісі 30 Ом электр қайнатқыштан 5 Ампер тоқ күші өтетін болса ол қандай кернеуге есептелген?

А. 150 В

В.15 В.

С. 6 В.

Д. 10 В.

Е.25 В.

  1. 10 кВ кернеуді вольтпен өрнекте?

А. 0,10 В.

В. 10000 В.

С. 100 В.

Д. 1000 В.

Е. 0,1 В.

  1. Зарядталған бөлшектердің электр өрісінің әсерінен реттелген қозғалысы қалай аталады?

А. Аккумулятор.

В. Электр өрісі.

С. Электр шамы.

Д. Электр тогы.

Е. Генератор.

Жауаптары:

I нұсқа II нұсқа
1. С 1.С
2. А 2. В
3. А 3. А
4.С 4. В
5.С 5. А
6.А 6. А
7.Д 7. С
8.А 8. А
9.А 9. В
10.В 10.Д

 

Сабақты қортындылау Флипчарт

Бағалау.

Үйге тапсырма: