"Електрика навколо нас"

ПОЗАУРОЧНИЙ ЗАХІД

Тема:«Електрика навколо нас»

Мета заняття : розширити та поглибити здобуті на заняттях знання;

показати  можливість їх використання на практиці;

викликати  в учнів інтерес  до електротехніки;

збудити  прагнення  більше  знати  розуміти;

виховувати дисциплінованість, почуття обов’язку

колективізму, взаємовиручки і взаємодопомоги.

Обладнання : ящик, з’єднувальні  проводи,  реостат,  амперметр,  ключ.

Форма заняття: інтелектуально - пізнавальна гра.

Хід  заняття

І. Вступне  слово  викладача.

     Доброго дня усім, хто прийшов сюди, щоб перевірити й закріпити свої знання з електротехніки, а, можливо, і дізнатися про щось нове, до цього часу вам невідоме.

     Світ електрики як багатоповерхова будівля. Ідеї кожного поверху пов’язані як між собою, так  і з тими, що знаходяться вище й нижче і на якомусь поверсі знаходиться кожний з вас.

      За темпераментом усі різні: одні живуть за правилом Буравчика, інші у вічному пошуку себе і свого життєвого кредо;  дехто на все дивиться з позиції: « Я нічого не знаю, моя хата скраю». Деякі виконують роль « вічного двигуна», особливо на перервах, намотуючи пристойний кілометраж , при чому з реактивною швидкістю. Усе це жарт. А серйозно, то зараз починаємо розминку.

ІІ. Теоретична  та  практична  частина.

 1.  Доповни  речення.

1.Частина, яка має мінімальний негативний заряд. . .

    А) електрон      Б) протон      В) атом     Г) фотон

2.Одиниця вимірювання електричного опору. . .

    А) Вольт       Б) Ньютон    В) Ампер    Г) Ом

3.Носії електричних зарядів в електролітах . . .

    А) електрони    Б) протони   В)  іони   Г) дірки  

4.Електричне поле створюють заряди, які в обраній системі відліку . . .

    А) рухаються по колу    Б) коливаються    В) не рухаються     Г) рухаються

5. Блискавка  являє  приклад . . .

А) тліючого розряду     Б) короткого розряду

В) іскрового розряду     Г) дугового розряду

6. Пристрої ,що перетворюють  різні види енергії на електричну . . .

    ( джерела електричного струму)

7. Хімічне джерело електричного заряду одноразового використання . . .

    ( гальванічний елемент).

8. Хімічне джерело електричного заряду багаторазового використання . . .                          

    ( акумулятор).

9. Електричний пристрій,  який автоматичне  виконує певні переключення

контрольованого ним електричного кола  . . . ( реле).                     

ІІ.Будь уважним –не помились!

« Вийди з кола»

                             1.Чому дорівнює  сила струму в лампі, якщо опір нитки

                               розжарення  15 ом і підключена вона до джерела з  

                               напругою 45 В? 

2. Якої довжини необхідно взяти провід із питомим опором 50  Ом мм ²/ м                   

 і площею  поперечного перерізу  0,01 мм ²,  щоб його опір  

   дорівнює  4 к Ом.

3. Визначте напругу на кінцях провідника , опір якого 3 Ом, якщо сила

   струму дорівнює 2А.

ІІІ.  Знахідка в ящику.

  У ящику перед вами лежать невідомі предмети. До кожного з них я буду читати характеристику. Ви повинні  відгадати за даним списком, що за предмети лежать у мене в ящику.

1. В ящику лежать прилади, без яких неможливо скласти електричне коло, 

    з’єднати електричні прилади, на  них  ґрунтується  дія вимикачів…

    (з’єднувальні  проводи)

2.Те, що лежить в ящику часто використовують при зміні гучності звуку

   радіо, телевізора, потужності електроплити…( реостат)

3.В ящику лежить прилад без якого неможливо знати яка величина струму в колі ( амперметр)

4. Прилад, що лежить в ящику використовується для замикання та розмикання електричного кола (ключ).

ІV.  Відгадай !  ( розгадування  загадок)

1. Викладач :

    -   Зачем надевают кольцо золотое

на  палец, когда обручаются двое?-

меня любопытная дева спросила.

        Ответил я так собеседнице милой.

- Владеет  любовь электрической  силой,

а  золото-… (  проводник).    Р.Бернс

Учень.  Провідник. Так , дуже вже відповідальне  у мене завдання – і завжди  і всюди проводити електричний струм. З мене виготовляють шнури до електроприладів, спіралі електронагрівальних  елементів, дроти,  якими тече електричний струм. І  все це завдяки моїй  будові, моїм властивостям.

2. Викладач :

     -  По гудящим проводам

кто  бежит в квартиру  к нам?

Зажигает в лампе свет?

Свет  мы   видим. Его - нет.

Учень. Електричний  струм. Так, ви вгадали, це я творю всі ці дива: і світло в лампі засвічую, і плитку розігріваю, і ялину прикрашаю, і телевізор з комп’ютером  примушую вас розважати. Я - великий маг і чарівник. Я  допомагаю людям виконувати будь-яку важку і нудну роботу швидко і цікаво: і прати, і прасувати, і прибирати, і молоти, і точити, і пиляти. А  тролейбуси, метро, електрички?  Хто їх рухає ?  Я , електричний струм. Я буваю добрий, коли до мене ставляться з пошаною, і злий, коли мною не вміють користуватись.

3. Викладач :

В брюхе – баня,

В носу – решето , одна рукаи та на спине.

Учень .  Електрочайник. Так, це я, наше вам з кепочкою. Парую, парую, як паровоз. А  все чому ? Чайком вас побалувати  хочу. Бачте, який я чистий, блискучий. І не тому, що баба Федора мене чистила , просто я такий охайний від природи, бо дружу не з вогнем, а з електричним струмом. Це він так розігріває  мою ніхромову або нікелінову спіраль, що вода швидко закипає, аж із носика булькає. Я дуже вигідна річ у домі  - воду грію швидше, ніж звичайний чайник, завжди чистий, бо не в сажі, ніжки в мене пластмасові – скатерку не зіпсую.

      А  які в мене родичі!  Електрокавоварка, шановна  в кожному поважному домі.

4. Викладач :

  Ялинкова  гілочка   тремтить,

  Бо  на  ній  змія  яскраво  мерехтить.

Учень.  Гірлянда.Такої красуні , як  я, вам годі й шукати . Витонченість форми, мерехтіння вогників створюють ілюзію чарівної казки. Лампочки  в мені маленькі, невибагливі, їм всього і потрібно ЗВ, але не бояться вони і з 220 В  зустрітися. А все тому, що дуже  дружні. Раз - і поділили велику напругу між собою, кожній  невеличка частина дісталась, тому спокійно можуть світитись, не боячись перегоріти, приносячи малечі та дорослим задоволення й казковий настрій у новорічну ніч.

А зараз я хочу з вами порадитись. Кажуть, цього року в моді короткі спідниці. Може, розрізати цей довгий  шлейф  лампочок , а потім зшити  їх рядочками, щоб вийшло кількаповерхове  вбрання. Так  гарно буде… Яка різниця - поспіль ці лампочки  ввімкнені чи в декілька рядів їх з’єднали?

( Пояснення  учнів про послідовне і паралельне  з’єднання).

   5. Викладач :

 То назад, то вперед,

Ходит-бродитпароход,

Остановишь – горе

Продырявиш  море.

Учень.  Електропраска.Так, це я – вірна ваша помічниця. Хто робить вас нарядними, привабливими ? Я! А знаєте , як мені спекотно буває, приводячи до ладу ваш одяг, а особливо хлоп’ячі штани. Добре, що зараз всі носять джинси. Прасувати їх  не треба, та дехто й прати не поспішає. Мабуть, щоб не зіпсувати свій колір. Охо-хо-хо. І працюй, і працюй. Чи  думав мій батечко Генрі Сілі, що я з 1882 року невпинно буду прасувати і  прасувати?  Чого тільки не  поміщали люди в мій корпус! То довжелезну ніхромову спіраль, оточену керамічними чашечками , ніби якесь намисто. А то придумали тену якусь, в яку запресували  якийсь дивний ізолятор, схожий на пісок, а всередину ізолятора  помістили все ту ж ніхромову  спіраль. Для  надійності, кажуть, щоб струм на мою підошву не потрапив. А  ручку, бачте, мені  пластмасову  зробили, зручну  таку, чорненьку,  люди  із задоволенням за неї тримаються  і  ковзають мною, і ковзають безупинно… Тільки й оживаю, коли  повзунок регулятора почеше  трохи мою тену та сигнальна лампочка привітно померехтить . Дрібниці, а  приємно, коли тебе розуміють

V. Цікава  електрика (  інформаційні  повідомлення  учнів).   

1. Учень.  З « ліриків» у « фізики» Бенджамін Франклін ( 1706-1790),видатний американський політичний діяч, який працював у тому числі й в галузі фізики, ввів такі поняття, як «батарея», « конденсатор» , « провідник», « заряд», « розряд»,

« обмотка», а також запропонував позначити заряди знаками « +» і « - », називаючи  їх відповідно « позитивний» і « негативний», до  40 років займався літературною й видавничою справою. Його відомий роман  « Альманах бідака Річарда» багато разів перевидавався й приніс авторові популярність і матеріальний  статок.

Не тільки ебонітові палички!

         Через тертя повітря електризується обшивка літаків. Тому  перед  посадкою їх  розряджають за допомогою металевого троса, який опускається на землю.Під час перевезення бензину заряджаються стінки цистерни, тому за бензовозом тягнеться землею металеве коло, а за легковими автомобілями – смуги з провідної гуми.

     Як боротися?

         З  небажаною електризацією  в побуті та в промисловості борються, підвищуючи вологості повітря в приміщенні, натираючи  підлогу й стіни антистатичною мастикою. Практично не електризуються одяг із природного волокна - бавовни  та льону.

     Як використовувати?

 Статична електрика  використовується:

•    для лікування органів  дихання спеціальними електроаерозолями;
•    для очищення повітря від пилу  й сажі за допомогою електростатичних фільтрів;
•    в електрокопіювальних пристроях ( наприклад у ксероксі)
•    для фарбування тканини у фарбувальнях;
•    для копчення риби  на спеціалізованих комбінатах ( у спеціалізованих камерах контейнер з рибою заряджають позитивним зарядом, а електрони – негативним, що значно прискорює процес копчення).

   Якого кольору електрон?

   Член – кореспондент АН УРСР Олександр Ілліч Ахієзер читав теорію поля  в курсі теоретичної фізики. Вловивши  момент утоми аудиторії, він раптом спитав : « А якого кольору електрон?». Студенти оживилися, завели суперечку про колір електрона. Дочекавшись, коли аудиторія затихне, Ахієзер сказав приблизно так: 

      « Киньте сперечатися. Електрон зеленого кольору. Чому? Ви ж дивилися в осцилограф. Якого кольору картинки? Зеленого. Хто їх намалював? Електрон. Отже,  електрон зеленого кольору». Жарт усі зрозуміли.

  А що, якби…

…кількість електронів у тілі людини зменшилась хоча б на один  відсоток від їхнього загального числа? Сила електричного відштовхування  не дозволила б навіть наблизитися одній людині до іншої. Люди  в буквальному значенні розлетілися б одне від одного в різні боки.

  А що, якби…

… об’єм людини масою 80 кг зменшився за рахунок проміжків між ядром і електроном , тобто електрони впритул прилягали б до ядер? У такому випадку об’єм , який би зайняла людина , дорівнював би 0,000001 частині голівки від булавки.

     До речі, у зірки Сиріус є супутник , густина якого близько до густини ядерної речовини.

А що, якби…

… атом Гідрогену збільшити так, щоб розміри ядра зрівнялися  б  із футбольним м’ячем? Електрон при такому збільшенні перебував би на відстані  23 км від цього м’яча.

2. Учень. Що відомо про Кулона?

      Небагато! Народився вчений у невеликому містечку в передмісті Коньяк  у родині чиновника. Одержав інженерну освіту. Десять років Кулон будував фортифікаційні споруди на острові  Мартиніка в Центральній Америці. Перша його робота  стосувалася архітектури.  Друга робота, яка була написана в Парижі , присвячена виготовленню магнітних стрілок, перевірці їхнього напрямку за магнітним меридіаном. За цю роботу Кулона обрали у члени Паризької академії наук. Усього  вченим було написано 7 робіт,  присвячених електриці та магнетизму. Під час французької революції Кулон « за недостатню ненависть до королів» був засланий у вигнання до маєтку біля Блуа де провів 4 роки. Помер учений 23 серпня 1806 року  у Парижі.

  Оце так поле!

 Німецький учений Фріц  Гаан встановив, що в електричному полі з напругою 2000 В гинуть хвороботворні бактерії. Людина. Що занедужала на грип практично одужує через 5 годин після перебування у такому просторі. А обробленні у такий спосіб продукти протягом 40 днів не вражають грибки та бактерії.

  Дива провідників та ізоляторів

      Метал-ізолятор? Таке буває! Німецькі фізики вивчили електричні властивості Індію. Для дослідження вони брали все менші і менші часточки металу. Виявилося. Що коли розмір часточки став дорівнювати 0,1 мікрометра , метал став ізолятором. У такій малій кількості  металу електронам « ніде розвернутися» , вони втрачають рухливість. Це відкриття вказує на межу створення мікросхем.

       А  пластмаса проводить струм ?  Таке буває! Якщо в процесі  виготовлення пластмаси в неї додати йод. Існують  пластмаси, які проводять струм не гірше за мідь.

      Скло проводить струм ? Так. Якщо нагріти його в полум’ї! У нагрітому стані скляний « дріт» здатний живити електричну лампочку.

3.Учень.  Надпровідні  матеріали

  Метали

         Із 70 металів надпровідними  можуть бути тільки 29. Однак існує більше двох тисяч  найрізноманітніших надпровідних сплавів ( наприклад, сплав ніобію з титаном або германієм ). Деякі метали : мідь, золото, срібло не є надпровідниками. Однак входять до складу надпровідних сплавів  ( сплав ртуті, золота й олова).

   Водень

         Великий інтерес викликає у вчених. За розрахунками водень може переходити в надпровідний стан  при температурі від -128’С до -27’С!  Але для цього необхідно перевести водень у так званий металевий стан, досягти якого  можна  при тиску порядку 4 мільйонів  атмосфер.

        Блискавка

         Сила струму у каналі блискавки сягає 20-60 тис. амперів. Напруга при цьому може  сягали мільйонів  вольт. Середня енергія , що виділяється під час розряду, дорівнює приблизно 30 кВт - год.

        Скільки коштує блискавка? При тарифі 24,6 к. за 1 кВт – год. одержимо « вартість»  однієї блискавки 7 грн. 38 к.

        При дослідженні природної електрики загинув російський вчений і соратник  М.Ломоносова   Г.Ріхман. Він намагався виміряти величину електричного заряду, який виникає під час грози. Блискавка  вдарила в металеву жердину. Вставлену вертикально в пристрої  Ріхмана. Сам Ломоносов так писав у повідомленні про побачене: « Перший удар від лляної нитки (прив’язаної до жердини) потрапив в голову – там червоно-вишнева пляма, а вийшла з нього електрична сила через ноги. Ноги й пальці сині, черевик розірваний, але не пропалений».

4. Учень. Струм  лікує?

        Вже близько 200 років у медицині електричний струм використовують для лікування  ( напруга 60-80 В, сила струму 40-50 мА.) Під дією струму відбувається місцеве подразнення нервових закінчень, знімається біль. Під дією електричного поля іони лікарських розчинів попадають у людський організм ( іонофорез). Ліки при такому методі введення не руйнуються та довше затримуються в тканинах організму.

       Імператора Нерона, що страждав на ревматизм, лікарі поміщали в дерев’яну  діжкуз водою та пускали туди риб. Які випускають електричні розряди. Лікування проходило успішно.

Вплив струму на людський організм

Електричний опір тіла людини

Величина електричного опору людини залежить від індивідуальних особливостей організму. Проте можна навести такі середні цифри: волога шкіра-1000 Ом; суха шкіра -500000 Ом; внутрішні тканини, органи  людини -100-500 Ом.

Проходячи через тіло людини, електричний струм впливає таким чином:

до 0, 01 А – практично  не відчувається;

      0, 02 А – болючі відчуття;

      0, 03 А- порушується дихання;

      0, 07А – дихання утруднене;

      0, 1 А – фібриляція серця,  яка може призвести до смерті;

      0, 2 А – сильні опіки, зупинка серця.

Змінний струм  небезпечніший, ніж постійний.

   Тварини та електрика

    « Електричні» риби

  Із 20 тисяч відомих сьогодні риб 300 можуть генерувати електрику.

Так, наприклад, електричний скат може створювати напругу до 400 В і силу струму 60 А!   

Чому птахи  спокійно сидять на високовольтних проводах?

Тіло птаха являє собою розгалуження кола, опір якого набагато більший порівняно з опором шматка провода між лампами птаха.Тому сила струму, який проходить через тіло птаха, є дуже малою. Але якщо птах випадково хвостом або крилом доторкнеться до стовпа та в такий спосіб з’єднається із  землею,  його відразу буде вбито струмом.

  Електрика із  медуз

     Дослідники із Швеції заявляють, що навчилися отримувати електрику із флуоресцентного протеїну, який вперше був виявлений ще у 1962 році в організмі медузи AequoreaVictoria. Саме цей протеїн надає здатність медузі світитися  в темряві.

      Експерти пояснюють, що  флуоресцентний протеїн при потраплянні на алюмінієві електроди створює хімічну реакцію, в результаті  якої виробляється невеликий обсяг електрики. Отриманої енергії цілком вистачає для живлення дрібних електронних пристроїв.                                

       Наприклад, для так званих нанопристроїв, які зараз починають широко використовуватися в медицині та різних наукових дослідженнях. Так, в рамках свого відкриття, шведські дослідники створили мікроскопічний ліхтар, який працює виключно на отриманій енергії  із медуз.

     Тепер, вчені прагнуть відтворити даний протеїн  в лабораторних умовах. Якщо їм вдасться це зробити, то в майбутньому його будуть виробляти у великій кількості за низькою ціною.

VІ. Досліди з електростатики.

1. Гумова кулька, що прилипає до стелі.
2. Пісок, що заряджає електрометр.

3.  Струмінь води.

4.  Стовп із залізних стружок.

5. Магнітні танці.

VІІ. Заключне  слово  викладача.

      Сьогодні  на  нашому  занятті,  я  сподіваюся,  що  ви  зуміли  оцінити  достоїнства  електрики –розділу   дивовижної  науки фізики ,  більше  того  будете  намагатися  використовувати  набуті  знання,  усвідомлювати  й  пояснювати  процеси,  що  відбуваються  навколо.

Учіться,  любі діти,

Бо наука всім спасіння,

А майбутнє ваша праця

Для Вкраїни - воскресіння!

Фотозвіт