Лекція " Змішане з'єднання конденсаторів"

Тема заняття: Послідовне і паралельне з’єднання конденсаторів

Тип заняття: Лекція

Дидактична мета заняття:

•                 Закріпити теоретичні знання по темі: “Конденсатори”
•                 Навчитися розрізняти паралельне і послідовне з’єднання конденсаторів.
•                 Теоретично опрацювати : з’єднання конденсаторів у батарею. Енергія зарядженого конденсатора. Електроємність плоского конденсатора.
•                 Навчитися самостійно виконувати роботи практичного характеру

Виховна мета заняття: Розвинути у студентів вміння аналізувати та узагальнювати набуті знання

Міжпредметні зв’язки вивчений матеріал знадобиться на схемотехніці, периферійних пристроях

Хід заняття

1. Організаційний момент (3 хв):

•          Перевірка присутності студентів, з’ясування причин їх відсутності.

2. Повідомлення теми і мети заняття (2 хв):

3. Мотивація навчальної діяльності студентів ( 5 хв):

•          Наводяться приклади практичного застосування одержаних теоретичних знань.

4. Актуалізація опорних знань студентів здійснюється завдяки:

Проведенню фронтального опитування по вивченому матеріалу з наступних питань (7 хв)

1. Який прилад називається конденсатором?

2. В чому вимірюється заряд, електроємність, і потенціал Які типи конденсаторів Ви знаєте?

3.Що таке різниці потенціалів?

4. Якими величинами характеризуються конденсатори?

5. Що таке різниці потенціалів?

6. Які типи конденсаторів Ви знаєте?

7. Особливості різних типів конденсаторів, їх переваги і недоліки

5.1.Вивчення і засвоєння нового матеріалу (20 хв)

1. Позначення конденсаторів на схемах.
2. Послідовне і паралельне з’єднання конденсаторів.
3. Енергія зарядженого конденсатора. Виведення формул.
4. Енергія електричного поля конденсатора.

5.2 Розв’язування задачі на змішане з’єднання конденсаторів (викладачем)15 хв

6. Робота в групах (20 хв) (студенти  розміщуються по 4 за 1 столом і розв’язують задачу, потім 1 з групи доповідає, він є лідером, окрім того його завдання оцінити вклад кожного в роботу)

8. Бліц опитування (5 хв):

1. Загальна напруга на послідовно з’єднаних конденсаторах  додається чи однакова?

2. Загальна напруга на паралельно з’єднаних конденсаторах  додається чи однакова?

 3 Як поводить себе заряд при послідовному і паралельному включення конденсаторів?

4. У якому випадку більша загальна електроємність? І чому?

Оцінюється активність окремих студентів та всієї групи, виставляються оцінки за виконану роботу і відповіді на контрольні запитання.

Додаток 1

2. Послідовне з’єднання    Паралельне з’єднання

Додаток 2

Застосування конденсаторів. Як вже зазначалося, властивість конденсаторів накопичувати великі заряди завдяки великій ємності широко використовується в електротехнічних та радіо технічних пристроях.

Зазвичай енергія конденсаторів не дуже велика (не перевищує сотень джоулів), а також зберігається недовго через витікання заряду, тому вони не можуть конкурувати з акумуляторами як джерело електричної енергії. Проте вони мають одну дуже важливу властивість. Вона полягає в тому, що конденсатор може нагромаджувати енергію відносно тривалий час, а віддає її майже миттєво. Цю властивість широко використовують на практиці.

Кожний, хто користувався фотоапаратом із лампою-спалахом, застосовував для її живлення конденсатор, який заряджається від спеціальної батареї. Спалахи газорозрядної трубки, за допомогою якої збуджуються квантові джерела світла – лазери – відбуваються під час розрядження батареї конденсаторів великої ємності.

Широко застосовуються конденсатори в радіотехніці. Їх використовують для згладжування пульсацій у випрямлячах змінного струм, в електромагнітних коливальних контурах, конденсатори змінної ємності застосовують в контурах настройки радіоприймачів тощо.

Явище, дуже схоже з розрядкою конденсатора, являє собою блискавка (мал.97). В чому ж полягає аналогія між розрядом конденсатора і блискавкою?

^ Мал. 97. Блискавка

Зазвичай нижня частина хмари несе негативний, а верхня частина - позитивний заряд. На землі теж виникає позитивний заряд, який індукується переважно на верхів’ях предметів безпосередньо під хмарою. При цьому обкладками слугують земля і хмара або дві хмари, а діелектриком між ними є повітря. Коли різниця потенціалів стає досить великою, між землею і хмарою або між хмарами відбувається розряд, який називається блискавкою. Напруга в блискавках може сягати мільйонів вольт.

Якщо діелектрик – повітря виявляється пробитим, можна припустити, що в місці пробою товщина шару повітря є найменшою, тобто блискавка йде по шляху найменшого опору, яким і є найкоротша відстань між хмарою і землею. Тому блискавка найчастіше влучає в предмети, що височать над поверхнею землі. Крім того чим вищий предмет, тим ближчий він до хмари, а значить на ньому індукується більший заряд.

Ось чому, потрапивши в грозу не можна ховатися під високими і поодинокими деревами, на пагорбах, відкритій місцевості, а також користуватися металевими предметами , мобільними телефонами. Схованками можуть стати густий ліс, печери, підніжжя крутих схилів і скель.

Для захисту будівель від ураження блискавкою використовують блискавковідводи. Вони дають можливість індукованим зарядам стікати у повітря, а в разі удару блискавки в будівлю – відводити ї в землю.

Додаток 3

Рисунки до задач