\ Ֆիզիկայի ուսուցչի համար

Այս կայքի նյութերն օգտագործելիս՝ իսկ պաստառի տեղադրումը ՊԱՐՏԱԴԻՐ!!!

Ստեղծագործական լաբորատորիա «Օհմի օրենքի գրաֆիկական ուսումնասիրություն ամբողջական շղթա »

Նյութերը տրամադրել են.Յուրի Մաքսիմով

էլ. [էլփոստը պաշտպանված է]

Դասի նպատակները.

• դիդակտիկ - պայմաններ ստեղծել նոր բաներ սովորելու համար ուսումնական նյութօգտագործելով հետազոտության մեթոդվերապատրաստում;
• կրթական - ձևավորել հասկացություններ EMF-ի, ներքին դիմադրության և կարճ միացման հոսանքի մասին:
• զարգացող - զարգացնել ուսանողների գրաֆիկական հմտությունները, զարգացնել ընթացիկ աղբյուրների հետ աշխատելու հմտություններ:
• կրթական - մտավոր աշխատանքի մշակույթ սերմանել.

Դասի տեսակը նոր նյութ սովորելու դաս:

Սարքավորումներ: «Էլեկտրաէներգիա-1 և 2» հավաքածու «L-micro» սարքավորումների հավաքածուից, հոսանքի աղբյուրը՝ հարթ մարտկոց:

ԴԱՍԻ ԱՅՑԸ.

1.Կազմակերպչական պահ (1-2ր.)

2. Գիտելիքների թարմացում (5 րոպե)

Այսօրվա դասի նպատակներին հասնելու համար մենք պետք է հիշենք ավելի վաղ ուսումնասիրած նյութը: Հարցերին պատասխանելիս հիմնական եզրակացությունները և բանաձևերը կգրենք տետրերում և գրատախտակին:

• Օհմի օրենքը շղթայի հատվածի և դրա գրաֆիկի համար:
• Վոլտ-ամպերի բնութագրերի հայեցակարգը.
• EMF-ի հայեցակարգը, ներքին դիմադրությունը, կարճ միացման հոսանքի Օհմի օրենքը փակ միացման համար:
• Ներքին դիմադրության հաշվարկման բանաձև.
• Հոսանքի և ռեզիստորի դիմադրության միջոցով EMF-ի հաշվարկման բանաձև (առաջադրանք 2, էջ 40 §11-ից հետո)
• Լարման և ռեզիստորի դիմադրության միջոցով EMF-ի հաշվարկման բանաձև:

Բեմականացում ուսումնական առաջադրանք. Դասի թեմայի և նպատակի ձևակերպում.

1. Չափում է EMF-ը, ներքին դիմադրությունը և կարճ միացման հոսանքը մի քանի ձևով:
2. Հետազոտել ֆիզիկական իմաստ EMF.
3. Գտեք EMF-ի որոշման առավել ճշգրիտ ձևը

Աշխատանքը կատարելը:

Առաջին ճանապարհը - EMF-ի ուղղակի չափում:

Փակ շղթայի համար Օհմի օրենքի հիման վրա այն փոխակերպելուց հետո ստանում ենք հետևյալ բանաձևը.

U= E - I r.

Երբ I=0 ստանում ենք հաշվարկի բանաձևը EMF: E=U . Ընթացիկ աղբյուրի տերմինալներին միացված վոլտմետրը ցույց է տալիս EMF արժեքը:

Ըստ վոլտմետրի ընթերցման՝ մենք գրում ենք EMF արժեքը՝ E = 4,9 Վ և կարճ միացման հոսանքը՝ Is.c = 2,6 Ա

Մենք հաշվարկում ենք ներքին դիմադրությունը բանաձևով.

r = (E – U) / I = 1,8 ohms

Երկրորդ ճանապարհ - անուղղակի հաշվարկ

1.ըստ ամպաչափերի ընթերցումների.

Եկեք հավաքենք էլեկտրական միացում, որը բաղկացած է հոսանքի աղբյուրից, ամպերմետրից, ռեզիստորից (նախ 2 Օմ, ապա 3 Օմ) և հաջորդաբար միացված անջատիչից, ինչպես ցույց է տրված նկարում։

Ըստ բանաձևի. r = (I2R2 – I1R1) / (I1 – I2) Հաշվարկենք ներքին դիմադրությունը՝ r = 3 Ohm

Ըստ բանաձևի. E = I1R1 – I1 r մենք գտնում ենք EMF: E = 6 V:

Ըստ բանաձևի Իկզ. = E/r Մենք որոշում ենք կարճ միացման հոսանքը՝ Is = 2 Ա:

2.ըստ վոլտմետրի ընթերցումների.

Վոլտմետրերի ընթերցումների հիման վրա և հաշվի առնելով դիմադրության դիմադրության արժեքները, մենք ստանում ենք հետևյալ արդյունքները.

r = 1 Ohm, E = 3,8 V. Is = 3,8 Ա:

Երրորդ ճանապարհ - գրաֆիկական սահմանում:

Խնդիր 5-ում (էջ 40) տնային աշխատանքՁեզանից պահանջվում է կառուցել ընթացիկ ընդդեմ դիմադրության և էլեկտրական լարման ընդդեմ դիմադրության գրաֆիկները: Այս առաջադրանքըհանգեցնում է մեծության գրաֆիկի միջոցով ամբողջական միացման համար Օհմի օրենքը ուսումնասիրելու գաղափարին, հետադարձ ուժարտաքին դիմադրության հոսանք:

Եկեք այս բանաձևը վերագրենք մեկ այլ ձևով.

1 / I = (R+ r) / E.

Այս մուտքից պարզ է դառնում, որ 1/I-ի կախվածությունը R-ից է գծային ֆունկցիա, այսինքն. Գրաֆիկը ուղիղ գիծ է։

Եկեք հավաքենք էլեկտրական միացում, որը բաղկացած է հոսանքի աղբյուրից, ամպաչափից, ռեզիստորից և հաջորդաբար միացված անջատիչից։ Փոխելով ռեզիստորները՝ մենք աղյուսակում գրում ենք դրանց արժեքները և ամպաչափերի ընթերցումները: Մենք հաշվարկում ենք հոսանքի փոխադարձությունը:

Ես (Օմ)

Եկեք գծագրենք հոսանքի փոխադարձության կախվածությունը արտաքին դիմադրությունից և շարունակենք այն մինչև այն հատվի R առանցքի հետ։

Ստացված գրաֆիկի վերլուծություն:

• Գրաֆիկի վրա A կետը համապատասխանում է 1 / I = 0 պայմանին կամ R= ∞, որը հնարավոր է R= r-ով:
• B կետը ստացվել է R=0 դիմադրությամբ, այսինքն. այն ցույց է տալիս կարճ միացման հոսանքը:
• Արյան ճնշման հատվածը հավասար է R+ r դիմադրությունների գումարին
• CD հատվածը 1/I է:

Աշխատանքի սկզբում փոխակերպված բանաձևից՝ 1 / I = (R+ r) / E, մենք գտնում ենք.

1 / E = (1 / I) / (R + r) = tan α

Այստեղից մենք գտնում ենք EMF-ը.

E = сtg α = (BP) / (CD)

Հաշվարկի արդյունքները.

r = 1.9 Ohm, E = 4.92 V. Is = 2.82 A:

Չափումների արդյունքների ընդհանրացում.

Չափման մեթոդ	Ներքին դիմադրություն	EMF արժեքը	Կարճ միացման հոսանք

Հիմնական եզրակացություններ և արդյունքների վերլուծություն:

• Ընթացիկ աղբյուրի EMF-ը հավասար է շղթայի արտաքին և ներքին հատվածների լարման անկումների գումարին. E = IR + Ir = Uext + Uint:
• EMF-ը չափվում է բարձր դիմադրության վոլտմետրով առանց արտաքին բեռի. U = E R-ում:
• Կարճ միացման հոսանքը վտանգավոր է, եթե ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունը ցածր է:
• Ավելի ճշգրիտ արդյունքներ են ստացվում ուղղակի չափումներով և գրաֆիկական որոշմամբ:
• Էլեկտրաէներգիայի աղբյուր ընտրելիս անհրաժեշտ է հաշվի առնել մի շարք գործոններ, որոնք որոշվում են աշխատանքային պայմաններով, բեռնվածության հատկություններով և լիցքաթափման ժամանակով:

Ստեղծագործական լաբորատորիա «Օհմի օրենքի գրաֆիկական ուսումնասիրություն ամբողջական սխեմայի համար» թեմայով

Ձեզ դուր եկավ: Խնդրում ենք շնորհակալություն հայտնել մեզ: Դա անվճար է ձեզ համար, և դա մեծ օգնություն է մեզ համար: Ավելացրեք մեր կայքը ձեր սոցիալական ցանցում՝

Թեմա: Ստուգելով Օհմի օրենքը ամբողջական շղթայի համար

Աշխատանքի նպատակը.որոշել ընթացիկ աղբյուրի և դրա EMF-ի ներքին դիմադրությունը:

Սարքավորումներ:
Բացատրություններ աշխատանքի համար

Հաղորդավարներում էլեկտրական հոսանքն առաջանում է այսպես կոչված ուղղակի հոսանքի աղբյուրներից: Այն ուժերը, որոնք առաջացնում են էլեկտրական լիցքերի շարժում ուղղակի հոսանքի աղբյուրի ներսում էլեկտրաստատիկ դաշտի ուժերի գործողության ուղղությամբ, կոչվում են. արտաքին ուժեր. Աշխատանքային վերաբերմունք Ակողմը , կատարվում է արտաքին ուժերի կողմից լիցքը շարժելու համար  Քշղթայի երկայնքով, այս լիցքի արժեքը կոչվում է էլեկտրաշարժիչ ուժ  աղբյուր (EMF):

Աղբյուրի էմֆ-ը չափվում է վոլտմետրով, հոսանքի ուժը՝ ամպաչափով։

Օհմի օրենքի համաձայն, մեկ աղբյուր ունեցող փակ շղթայում ընթացիկ ուժը որոշվում է արտահայտությամբ.

Այսպիսով, շղթայում ընթացիկ ուժը հավասար է աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժի հարաբերակցությանը շղթայի արտաքին և ներքին հատվածների դիմադրությունների գումարին: Թող հայտնի լինեն I 1 և I 2 ընթացիկ արժեքները և U 1 և U 2 ռեոստատի վրա լարման անկումները: EMF-ի համար մենք կարող ենք գրել.
= I 1 (R 1 + r) և

I 2  (R 2 + r)

Հավասարեցնելով այս երկու հավասարումների աջ կողմերը՝ ստանում ենք

I 1 (R 1 + r) = I 2  (R 2 + r)

I 1 R 1 + I 1 r = I 2 R 2 + I 2 r

I 1 r – I 2 r = I 2 R 2 - I 1 R 1

Որովհետև I 1 R 1 = U 1 և I 2 R 2 = U 2, ապա վերջին հավասարությունը կարելի է գրել հետևյալ կերպ.

r(I 1 – I 2) = U 2 – U 1,

Քվեստներ

Նկար 1

1. 
   Օգտագործելով մուլտիմետր, որոշեք մարտկոցի լարումը բաց բանալին: Սա կլինի մարտկոցի էմֆ
2. 
   Փակեք բանալին և չափեք հոսանքը I 1 և լարումը U 1 ռեոստատի վրա: Ձայնագրեք գործիքների ընթերցումները:
3. 
   Փոխեք ռեոստատի դիմադրությունը և գրեք այլ արժեքներ I 2 հոսանքի և U 2 լարման համար:
4. 
   Կրկնեք հոսանքի և լարման չափումները ռեոստատի սահիկի ևս 4 տարբեր դիրքերի համար և գրանցեք ստացված արժեքները աղյուսակում.

Փորձը ոչ.

1. 
   Հաշվարկել ներքին դիմադրությունը բանաձևով.

1. 
   Որոշեք EMF-ի չափման բացարձակ և հարաբերական սխալը (∆ℇ և δ
2. 
   ) և մարտկոցի ներքին դիմադրությունը (∆r և δr):
3. 
   
4. 
   

Անվտանգության հարցեր

1. 
   Նշեք Օհմի օրենքը ամբողջական միացման համար:
2. 
   Որքա՞ն է աղբյուրի էմֆը, երբ միացումը բաց է:
3. 
   Ինչն է առաջացնում ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունը:
4. 
   Ինչպե՞ս է որոշվում մարտկոցի կարճ միացման հոսանքը:

գրականություն

1. 
   
2. 
   
3. 
   

Աշխատանքը տևում է 2 ժամ

Լաբորատոր աշխատանք № 8

Թեմա: EMF-ի և լարման աղբյուրի ներքին դիմադրության որոշում

Աշխատանքի նպատակը.չափել EMF-ը և ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունը:

Սարքավորումներ:էլեկտրամատակարարում, լարային ռեզիստոր, ամպաչափ, բանալի, վոլտմետր, միացնող լարեր։

Բացատրություններ աշխատանքի համար

Էլեկտրական շղթայի դիագրամը ներկայացված է Նկար 1-ում: Շղթան որպես հոսանքի աղբյուր օգտագործում է կուտակիչ կամ մարտկոց:

Նկար 1

Երբ անջատիչը բաց է, ընթացիկ աղբյուրի էմֆ-ը հավասար է արտաքին շղթայի լարմանը: Փորձի ժամանակ հոսանքի աղբյուրը միացված է վոլտմետրին, որի դիմադրությունը պետք է շատ ավելի մեծ լինի հոսանքի աղբյուրի ներքին դիմադրությունից r։ Սովորաբար ընթացիկ աղբյուրի դիմադրությունը ցածր է, ուստի լարումը չափելու համար կարող եք օգտագործել 0–6 Վ սանդղակով վոլտմետր և R V = 900 Օմ դիմադրություն: Քանի որ աղբյուրի դիմադրությունը սովորաբար փոքր է, ապա իսկապես R-ն r-ում է: Այս դեպքում E-ի և U-ի միջև տարբերությունը չի գերազանցում տոկոսի տասներորդական մասը, ուստի EMF-ի չափման սխալը հավասար է լարման չափման սխալին:

Ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունը կարող է չափվել անուղղակիորեն՝ հաշվի առնելով ամպաչափերի և վոլտմետրերի ցուցումները փակ անջատիչով:

Իրոք, փակ շղթայի համար Օհմի օրենքից մենք ստանում ենք՝ E=U+Ir, որտեղ U=IR լարումն է արտաքին շղթայի վրա։ Ահա թե ինչու

Շղթայում հոսանքը չափելու համար կարող եք օգտագործել 0 - 5 Ա սանդղակ ունեցող ամպերմետր:
Քվեստներ

1. 
   
2. 
   Հավաքեք էլեկտրական միացումն ըստ Նկար 1-ի:
3. 
   Չափել հոսանքի աղբյուրի EMF-ը վոլտմետրով, երբ անջատիչը բաց է.

E=U

1. 
   Գրե՛ք k v վոլտմետրի ճշգրտության դասը և դրա սանդղակի չափման սահմանը U max:
2. 
   Գտեք բացարձակ սխալընթացիկ աղբյուրի էմֆ-ի չափում.

1. 
   Գրեք ընթացիկ աղբյուրի էմֆ-ի չափման վերջնական արդյունքը.

1. 
   Անջատեք վոլտմետրը: Կողպեք բանալին: Չափել I հոսանքը շղթայում ամպաչափով:
2. 
   Գրե՛ք k A ամպաչափի ճշգրտության դասը և դրա սանդղակի չափման սահմանը I max։
3. 
   Գտեք ընթացիկ չափման բացարձակ սխալը.

1. 
   Հաշվեք ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունը բանաձևով.

1. 
   Գտեք ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրության չափման բացարձակ սխալը.

1. 
   Գրեք ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրության չափման վերջնական արդյունքը.

1. 
   Չափումների և հաշվարկների արդյունքները մուտքագրեք աղյուսակում.

Ընթացիկ աղբյուրի EMF-ի չափում					Ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրության չափում
E=U,B	k v, V	Umax, Վ	∆E,%	E+∆E,%	Ես, Ա	k A, A	Ես առավելագույնս, Ա	Ռ, Օհմ	∆R, Օմ	∆r, Ohm	r+∆r,Օհմ

1. 
   Պատրաստեք հաշվետվություն, այն պետք է պարունակի աշխատանքի թեմայի անվանումը և նպատակը, անհրաժեշտ սարքավորումների ցանկը, ցանկալի քանակությունների և դրանց սխալների բանաձևերը, չափումների և հաշվարկների արդյունքներով աղյուսակ, աշխատանքի վերաբերյալ եզրակացություն:
2. 
   Պատասխանեք թեստի հարցերին բանավոր:

Անվտանգության հարցեր

1. 
   Ինչու են վոլտմետրի ցուցումները տարբեր, երբ բանալին բաց է և երբ անջատիչը փակ է:
2. 
   Ինչպե՞ս բարելավել ընթացիկ աղբյուրի EMF-ի չափման ճշգրտությունը:
3. 
   Ո՞ր դիմադրությունն է կոչվում ներքին դիմադրություն:
4. 
   Ի՞նչն է որոշում ընթացիկ աղբյուրի բևեռների միջև պոտենցիալ տարբերությունը:

գրականություն

1. 
   Դմիտրիևա Վ.Ֆ. Ֆիզիկա մասնագիտությունների և տեխնիկական մասնագիտությունների համար. Դասագիրք ուսումնական հաստատություններսկիզբը և չորեքշաբթի պրոֆ. կրթություն. - Մ.: «Ակադեմիա» հրատարակչական կենտրոն, 2014;
2. 
   Սամոիլենկո Պ.Ի. Ֆիզիկա սոցիալ-տնտեսական պրոֆիլի մասնագիտությունների և մասնագիտությունների համար. Դասագիրք նախնական և միջին մասնագիտական ​​ուսումնական հաստատությունների համար. կրթություն. - Մ.: «Ակադեմիա» հրատարակչական կենտրոն, 2013;
3. 
   Կասյանով Վ.Դ. 10-րդ դասարան - Մ.: Բուստարդ, 2014 թ.

Աշխատանքը տևում է 2 ժամ

Լաբորատոր աշխատանք թիվ 9

Թեմա: Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երեւույթի ուսումնասիրություն

Աշխատանքի նպատակը.ուսումնասիրել էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթը և հորձանուտի հատկությունները էլեկտրական դաշտ, սահմանել և ձևակերպել որոշման կանոն առաջացած հոսանք.

Սարքավորումներ:միլիամերմետր, կծիկ-կծիկ, աղեղաձև մագնիս, հոսանքի աղբյուր, ապամոնտաժվող էլեկտրամագնիսից երկաթե միջուկով կծիկ, բանալի, միացնող լարեր։

Բացատրություններ աշխատանքի համար

Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիան էլեկտրաշարժիչ ուժի առաջացումն է հաղորդիչում, երբ այն շարժվում է մագնիսական դաշտում փակ հաղորդիչ շղթայում՝ մագնիսական դաշտում շարժման կամ բուն դաշտի փոփոխության պատճառով։ Այս էլեկտրաշարժիչ ուժը կոչվում է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի էլեկտրաշարժիչ ուժ։ Նրա ազդեցության տակ փակ դիրիժորում առաջանում է էլեկտրական հոսանք, որը կոչվում է ինդուկտիվ հոսանք:

Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենք (Ֆարադեյ-Մաքսվելի օրենք). Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի EMF-ը միացումում համաչափ է և հակառակ նշանով մագնիսական հոսքի փոփոխության արագությանը, որը տարածվում է շղթայի վրա ձգված մակերևույթի միջոցով.

Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի աջ կողմում գտնվող մինուս նշանը համապատասխանում է Լենցի կանոնին. մագնիսական հոսքի ցանկացած փոփոխության դեպքում փակ հաղորդիչ շղթայի վրա ձգված մակերևույթի միջոցով ինդուկտացված հոսանք հայտնվում է շղթայում այնպիսի ուղղությամբ, որ իր սեփական մագնիսականը դաշտը հակադարձում է մագնիսական հոսքի փոփոխությանը, որն առաջացրել է ինդուկտիվ հոսանքը:
Քվեստներ

1. 
   Ինքներդ ուսումնասիրեք լաբորատոր աշխատանքների կատարման ուղեցույցները։
2. 
   Կծիկը միացրեք միլիամետրի սեղմակներին։
3. 
   Միլիամմետրի ցուցումները դիտարկելիս մագնիսի բևեռներից մեկը մոտեցրեք կծիկի մոտ, ապա մի քանի վայրկյան կանգնեցրեք մագնիսը, այնուհետև նորից մոտեցրեք կծիկին՝ հրելով այն մեջը։
4. 
   Գրեք՝ փոխվել եք արդյոք մագնիսական հոսքծակե՞լ կծիկը, մինչ մագնիսը շարժվում է: Նրա կանգառի ժամանակ?
5. 
   Ելնելով նախորդ հարցի ձեր պատասխաններից՝ եզրակացություն կազմեք և գրեք այն պայմանի մասին, որով կծիկում առաջանում է ինդուկտիվ հոսանք։
6. 
   Կծիկի մեջ հոսանքի ուղղությունը կարելի է դատել ըստ այն ուղղության, որով միլիամետրի սլաքը շեղվում է զրոյական բաժանումից: Ստուգեք, թե արդյոք ինդուկցիոն հոսանքի ուղղությունը կծիկի մեջ նույնն է, թե տարբեր, երբ նույն մագնիսական բևեռը մոտենում և հեռանում է նրանից:
7. 
   Մագնիսական բևեռը մոտեցեք կծիկին այնպիսի արագությամբ, որ միլիամետր սլաքը շեղվի իր մասշտաբի սահմանային արժեքի կեսից ոչ ավելի:
8. 
   Կրկնեք նույն փորձը, բայց մագնիսի ավելի մեծ արագությամբ, քան առաջին դեպքում։ Կծիկի համեմատ մագնիսի շարժման ավելի բարձր կամ ցածր արագության դեպքում այս կծիկի միջով անցնող մագնիսական հոսքն ավելի արագ փոխվո՞ւմ է: Կծիկի միջով մագնիսական հոսքի արագ կամ դանդաղ փոփոխության դեպքում դրա մեջ ավելի մեծ հոսանք առաջացա՞վ: Ելնելով վերջին հարցի ձեր պատասխանից՝ եզրակացություն արեք և գրեք այն մասին, թե ինչպես է կծիկում առաջացող ինդուկցիոն հոսանքի ուժգնության մոդուլը կախված այս կծիկով անցնող մագնիսական հոսքի փոփոխության արագությունից։
9. 
   Հավաքեք էլեկտրական միացում.

Նկար 1

1. 
   Ստուգեք, թե արդյոք ինդուկտիվ հոսանք առաջանում է կծիկ 1-ում հետևյալ դեպքերում.

ա) շղթան փակելիս և բացելիս, որում միացված է կծիկ 2.

բ) երբ ուղիղ հոսանքը հոսում է կծիկի միջով 2.

գ) երբ 2-րդ կծիկի միջով հոսող հոսանքը մեծանում և նվազում է՝ ռեոստատի սահիկը տեղափոխելով համապատասխան կողմը:

11. 9-րդ պարբերությունում թվարկված դեպքերից ո՞ր դեպքում է փոխվում 1-ին կծիկով անցնող մագնիսական հոսքը: Ինչու է այն փոխվում:

12. Պատրաստել հաշվետվություն, այն պետք է պարունակի` աշխատանքի թեմայի անվանումը և նպատակը, անհրաժեշտ սարքավորումների ցանկը, փորձարարական սխեմաները, եզրակացություն աշխատանքի վերաբերյալ:

13. Թեստային հարցերին պատասխանեք բանավոր:
Անվտանգության հարցեր

1. 
   Ինչո՞ւ է ավելի լավ ինդուկցիոն հոսանքը հայտնաբերելու համար կծիկի տեսքով փակ հաղորդիչը վերցնել, քան մետաղալարի մեկ պտույտի տեսքով:
2. 
   Ձևակերպեք էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքը:
3. 
   Անվանեք այն գործիքները և սարքերը, որոնց աշխատանքը հիմնված է ինդուկցիոն հոսանքների վրա:
4. 
   Ո՞րն է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթը:
5. 
   Փոխել որը ֆիզիկական մեծություններկարող է հանգեցնել մագնիսական հոսքի փոփոխության:

գրականություն

1. 
   Դմիտրիևա Վ.Ֆ. Ֆիզիկա մասնագիտությունների և տեխնիկական մասնագիտությունների համար. Դասագիրք ուսումնական հաստատությունների համար. և չորեքշաբթի պրոֆ. կրթություն. - Մ.: «Ակադեմիա» հրատարակչական կենտրոն, 2014;
2. 
   Սամոիլենկո Պ.Ի. Ֆիզիկա սոցիալ-տնտեսական պրոֆիլի մասնագիտությունների և մասնագիտությունների համար. Դասագիրք նախնական և միջին մասնագիտական ​​ուսումնական հաստատությունների համար. կրթություն. - Մ.: «Ակադեմիա» հրատարակչական կենտրոն, 2013;
3. 
   Կասյանով Վ.Դ. 10-րդ դասարան - Մ.: Բուստարդ, 2014 թ.

Աշխատանքը տևում է 2 ժամ

Լաբորատոր աշխատանք թիվ 10

Օհմի օրենքը ամբողջական միացման համար էմպիրիկ (ստացված փորձից) օրենք է, որը սահմանում է կապը ընթացիկ ուժի, էլեկտրաշարժիչ ուժի (EMF) և արտաքին և ներքին դիմադրության միջև շղթայում:

DC սխեմաների էլեկտրական բնութագրերի փաստացի ուսումնասիրություններ կատարելիս անհրաժեշտ է հաշվի առնել հենց ընթացիկ աղբյուրի դիմադրությունը: Այսպիսով, ֆիզիկայում անցում է կատարվում իդեալական հոսանքի աղբյուրից իրական հոսանքի աղբյուրի, որն ունի իր դիմադրությունը (տե՛ս նկ. 1):

Բրինձ. 1. Իդեալական և իրական ընթացիկ աղբյուրների պատկեր

Սեփական դիմադրությամբ հոսանքի աղբյուրի դիտարկումը պահանջում է Օհմի օրենքի օգտագործումը ամբողջական միացման համար:

Եկեք ձևակերպենք Օհմի օրենքը ամբողջական շղթայի համար հետևյալ կերպ (տե՛ս նկ. 2). ամբողջական միացումում ընթացիկ ուժգնությունը ուղիղ համեմատական ​​է էմֆ-ին և հակադարձ համեմատական ​​է շղթայի ընդհանուր դիմադրությանը, որտեղ ընդհանուր դիմադրությունը հասկացվում է որպես գումար։ արտաքին և ներքին դիմադրություններ.

Բրինձ. 2. Օհմի օրենքի սխեման ամբողջական շղթայի համար:

• R – արտաքին դիմադրություն [Ohm];
• r – EMF աղբյուրի դիմադրություն (ներքին) [Ohm];
• I – ընթացիկ ուժ [A];
• ε – ընթացիկ աղբյուրի EMF [V]:

Եկեք նայենք որոշ խնդիրների այս թեման. Ամբողջական շրջանի համար Օհմի օրենքի հետ կապված խնդիրները սովորաբար տրվում են 10-րդ դասարանի աշակերտներին, որպեսզի նրանք կարողանան ավելի լավ հասկանալ նշված թեման:

I. Որոշեք էլեկտրական լամպով շղթայի հոսանքը, 2,4 Օմ դիմադրություն և հոսանքի աղբյուր, որի էմֆ-ը 10 Վ է, իսկ ներքին դիմադրությունը՝ 0,1 Օմ:

Ամբողջական շղթայի համար Օհմի օրենքի սահմանմամբ ընթացիկ ուժը հավասար է.

II. Որոշեք 52 Վ հզորությամբ հոսանքի աղբյուրի ներքին դիմադրությունը: Եթե հայտնի է, որ երբ այս հոսանքի աղբյուրը միացված է 10 Օմ դիմադրություն ունեցող շղթային, ամպաչափը ցույց է տալիս 5 Ա արժեք:

Եկեք գրենք Օհմի օրենքը ամբողջական միացման համար և արտահայտենք դրա ներքին դիմադրությունը.

III. Մի անգամ դպրոցականը հարցրեց իր ֆիզիկայի ուսուցչին. «Ինչո՞ւ է մարտկոցը վերջանում»: Ինչպե՞ս ճիշտ պատասխանել այս հարցին:

Մենք արդեն գիտենք, որ իրական աղբյուրն ունի իր դիմադրությունը, որը որոշվում է կամ էլեկտրոլիտային լուծույթների դիմադրությամբ գալվանական բջիջներև մարտկոցներ կամ գեներատորների համար հաղորդիչների դիմադրություն: Համաձայն Օհմի օրենքի ամբողջական միացման համար.

հետևաբար, միացումում հոսանքը կարող է նվազել կամ emf-ի նվազման կամ ներքին դիմադրության բարձրացման պատճառով: Մարտկոցի emf արժեքը գրեթե հաստատուն է: Հետևաբար, միացումում հոսանքը նվազում է ներքին դիմադրության բարձրացման պատճառով: Այսպիսով, «մարտկոցը» սպառվում է, քանի որ դրա ներքին դիմադրությունը մեծանում է:

Տարբեր նպատակներով սխեմաներ նախագծելիս և վերանորոգելիս պետք է հաշվի առնել Օհմի օրենքը ամբողջական սխեմայի համար: Ուստի նրանք, ովքեր պատրաստվում են դա անել, պետք է իմանան այս օրենքը՝ գործընթացները ավելի լավ հասկանալու համար։ Օհմի օրենքները բաժանվում են երկու կատեգորիայի.

• էլեկտրական շղթայի առանձին հատվածի համար;
• ամբողջական փակ շրջանի համար:

Երկու դեպքում էլ հաշվի է առնվում ներքին դիմադրությունը էլեկտրամատակարարման կառուցվածքում: Հաշվարկային հաշվարկներում օգտագործվում են Օհմի օրենքը փակ շղթայի համար և այլ սահմանումներ։

Ամենապարզ շղթան EMF աղբյուրով

Հասկանալու համար Օհմի օրենքը ամբողջական միացման համար, ուսումնասիրության պարզության համար, ամենապարզ միացումն է նվազագույն քանակտարրեր, EMF և ակտիվ դիմադրողական բեռ: Կոմպլեկտին կարող եք միացնող լարեր ավելացնել: Մեքենայի 12 Վ մարտկոցը իդեալական է էլեկտրամատակարարման համար, այն համարվում է EMF-ի աղբյուր՝ կառուցվածքային տարրերում սեփական դիմադրությամբ:

Բեռի դերը խաղում է սովորական շիկացած լամպը վոլֆրամի թելիկով, որն ունի մի քանի տասնյակ ohms դիմադրություն: Այս բեռը էլեկտրական էներգիան վերածում է ջերմային էներգիայի: Միայն մի քանի տոկոսն է ծախսվում լույսի հոսքի արձակման վրա։ Նման շղթաները հաշվարկելիս օգտագործվում է Օհմի օրենքը փակ շղթայի համար։

Համաչափության սկզբունքը

Փորձարարական ուսումնասիրություններ մեծությունների չափման գործընթացում ժ տարբեր իմաստներամբողջական միացման պարամետրեր.

• Ընթացիկ ուժ – I A;
• Մարտկոցի և բեռնվածքի դիմադրության գումարները – R+r չափվում են ohms-ով;
• EMF-ը հոսանքի աղբյուր է, որը նշվում է որպես E. չափված վոլտով

նկատվեց, որ ներկայիս ուժն ունի անմիջական համամասնական կախվածությունհարաբերական EMF-ին և հակադարձ համեմատական ​​հարաբերություն՝ կապված դիմադրությունների գումարի հետ, որոնք փակ են շղթայի միացումում: Սա հանրահաշվորեն ձևակերպենք հետևյալ կերպ.

Փակ շղթայով շղթայի դիտարկված օրինակը մեկ հոսանքի աղբյուրի և մեկ արտաքին բեռի դիմադրության տարրն է՝ շիկացած լամպի տեսքով: Հաշվարկելիս բարդ սխեմաներմի քանի սխեմաներով և բազմաթիվ բեռնվածության տարրերով Օհմի օրենքը կիրառվում է ամբողջ սխեմայի և այլ կանոնների վրա: Մասնավորապես, դուք պետք է իմանաք Կիրգոֆի օրենքները, հասկանաք, թե ինչ են երկու տերմինալային ցանցերը, չորս տերմինալային ցանցերը, ճյուղային հանգույցները և առանձին ճյուղերը: Սա պահանջում է մանրամասն քննարկում առանձին հոդվածում: Նախկինում TERC-ի այս դասընթացը (էլեկտրական և ռադիոտեխնիկական սխեմաների տեսություն) դասավանդվել է ինստիտուտներում առնվազն երկու տարի: Հետեւաբար, մենք սահմանափակում ենք ինքներս մեզ պարզ սահմանումմիայն ամբողջական էլեկտրական միացման համար:

Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման դիմադրության առանձնահատկությունները

Կարևոր.Եթե ​​դիագրամում և իրական նախագծում տեսնում ենք լամպի վրա պարույրի դիմադրությունը, ապա գալվանական մարտկոցի կամ կուտակիչի նախագծման ներքին դիմադրությունը տեսանելի չէ: IN իրական կյանք, եթե նույնիսկ մարտկոցը ապամոնտաժեք, դիմադրությունը գտնելն անհնար է, այն գոյություն չունի որպես առանձին մաս, երբեմն ցուցադրվում է դիագրամների վրա։

Ներքին դիմադրությունը ստեղծվում է ժամը մոլեկուլային մակարդակ. Մարտկոցի կամ ուղղիչով գեներատորի այլ սնուցման հաղորդիչ նյութերը 100% հաղորդունակ չեն: Միշտ կան տարրեր դիէլեկտրիկի կամ այլ հաղորդունակության մետաղների մասնիկներով, ինչը մարտկոցում առաջացնում է հոսանքի և լարման կորուստներ: Կուտակիչները և մարտկոցները առավել հստակ ցուցադրում են կառուցվածքային տարրերի դիմադրության ազդեցությունը ելքի վրա լարման և հոսանքի արժեքի վրա: Առավելագույն հոսանք արտադրելու աղբյուրի կարողությունը որոշվում է հաղորդիչ տարրերի և էլեկտրոլիտի բաղադրության մաքրությամբ: Որքան մաքուր են նյութերը, այնքան ավելի քիչ արժեք r, emf աղբյուրը արտադրում է ավելի շատ հոսանք: Եվ, ընդհակառակը, կեղտերի առկայության դեպքում հոսանքն ավելի քիչ է, r-ն ավելանում է։

Մեր օրինակում մարտկոցն ունի EMF 12 Վ, դրան միացված է լամպ, որը կարող է սպառել 21 Վտ հզորություն, այս ռեժիմում լամպի պարույրը տաքանում է մինչև առավելագույն թույլատրելի ջերմությունը: Նրա միջով անցնող հոսանքի ձևակերպումը գրված է հետևյալ կերպ.

I = P\U = 21 Վտ / 12 Վ = 1,75 Ա:

Այս դեպքում լամպի թելիկն այրվում է կիսով չափ շիկացած վիճակում, եկեք պարզենք այս երևույթի պատճառը. Ընդհանուր բեռի դիմադրության հաշվարկների համար (Ռ + r) կիրառել Օհմի օրենքները շղթաների առանձին հատվածների և համաչափության սկզբունքների համար.

(R + r) = 12\ 1,75 = 6,85 Օմ:

Հարց է առաջանում, թե ինչպես կարելի է հանել r արժեքը դիմադրությունների գումարից: Ընդունելի տարբերակ է մուլտիմետրով չափել լամպի պարույրի դիմադրությունը, այն հանել ընդհանուրից և ստանալ r - EMF արժեքը: Այս մեթոդը ճշգրիտ չի լինի. երբ կծիկը տաքանում է, դիմադրությունը զգալիորեն փոխում է իր արժեքը: Ակնհայտ է, որ լամպը չի սպառում իր բնութագրերում նշված հզորությունը: Պարզ է, որ կծիկի թելքի լարումն ու հոսանքը փոքր են: Պատճառը պարզելու համար եկեք չափենք մարտկոցի լարման անկումը միացված բեռով, օրինակ՝ այն կլինի 8 վոլտ։ Ենթադրենք, որ պարույրի դիմադրությունը հաշվարկվում է համաչափության սկզբունքներով.

U / I = 12V / 1.75A = 6.85 Ohm:

Երբ լարումը նվազում է, լամպի դիմադրությունը մնում է հաստատուն, այս դեպքում.

• I = U / R = 8V / 6.85 Ohm = 1.16 A պահանջվող 1.75A;
• Ընթացիկ կորուստ = (1.75 -1.16) = 0.59A;
• Ըստ լարման = 12V – 8V = 4V:

Էլեկտրաէներգիայի սպառումը կլինի P = UxI = 8V x 1.16A = 9.28 Վտ պահանջվող 21 Վտ-ի փոխարեն: Եկեք պարզենք, թե ուր է գնում էներգիան: Այն չի կարող դուրս գալ փակ օղակից այն կողմ, մնում են միայն լարերը և EMF աղբյուրի դիզայնը:

EMF դիմադրություն -rկարելի է հաշվարկել՝ օգտագործելով կորցրած լարման և հոսանքի արժեքները.

r = 4V / 0.59A = 6.7 Ohm:

Պարզվում է, որ էներգիայի աղբյուրի ներքին դիմադրությունը «խժռում» է թողարկված էներգիայի կեսը, և դա, իհարկե, նորմալ չէ։

Դա տեղի է ունենում հին, ժամկետանց կամ թերի մարտկոցներում: Այժմ արտադրողները փորձում են վերահսկել օգտագործվող հոսանքատար նյութերի որակն ու մաքրությունը՝ կորուստները նվազեցնելու համար։ Որպեսզի առավելագույն հզորությունը հասցվի բեռին, EMF աղբյուրի արտադրության տեխնոլոգիաները վերահսկում են, որ արժեքը չգերազանցի 0,25 Օմ:

Իմանալով Օհմի օրենքը փակ շղթայի համար, օգտագործելով համաչափության պոստուլատները, կարող եք հեշտությամբ հաշվարկել անհրաժեշտ պարամետրերը. էլեկտրական սխեմաներբացահայտել անսարք տարրերը կամ նախագծել նոր սխեմաներ տարբեր նպատակների համար:

Տեսանյութ