Методична розробка "Закон Ома"

Міністерство освіти і науки України

Чернівецький професійний ліцей сфери послуг

 

 

 

 

 

Методична розробка

з предмета « Електротехніка»

Тема за программою: « Постійний струм та кола постійного струму »

Тема уроку: Закон Ома

 

       

 

 

Купіна Наталія Михайлівна

викладач спеціальних дисциплін

 

 

 

 

м. Чернівці

2022 рік

 

Купіна Наталія Михайлівна

викладач спеціальних дисциплін,

викладач вищої категорії,викладач-методист

ДПТНЗ «Чернівецький професійний ліцей сфери послуг»

 

Розглянуто і схвалено методичною комісією

Протокол № _____від _____2022 рік

 

 

 

 

 

Анотація:

У методичній розробці наведено приклад проведення уроку з електротехніки з основами промислової електроніки на тему «Закон Ома ». Методична розробка уроку з предмета «Електротехніка» для теоретичного навчання  за спеціальністю « Електромеханік з ремонту та обслуговування ЛОМ» Розробка даного уроку рекомендовано та  стане в нагоді викладачеві – молодому спеціалісту, так і досвідченому майстру виробничого навчання освітянської ниви.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дата ____

Час проведення____

Місце проведення ____

Група __

Предмет: Електротехніка

Тема програми: «Постійний струм та кола постійного струму»

Тема уроку: Закон Ома.

Мета уроку: навчити здобувачів освіти понять залежності сили струму від напруги за незмінного опору; пригадати  закон Ома для ділянки кола; навчити вміти застосовувати закон Ома для розв'язування задач; розвинути логічне мислення здобувачів освіти, пізнавальний інтерес до предмету, виховати та сприяти допитливості здобувачів освіти та пізнанні нового, акуратність в роботі при вимірюванні фізичних величин та з роботою приладів.

Тип уроку: засвоєння нових знань .

Матеріально-технічне забезпечення: ноутбук, робота в програмі zoom (використання дошки – повідомлень),презентація.

Міжпредметні зв`язки: електрорадіовимірювання, виробниче навчання .

ХІД: УРОКУ:

1. Організаційна частина (2 хв.)

1.1. Привітання та перевірка наявності здобувачів освіти на уроці.

(скріншот екрану – присутність  здобувачів освіти)

1.2. Перевірка готовності здобувачів освіти  до онлайн - уроку.

Перевірити чи готова група до роботи,наявність спільного доступу до дощки-повідомлень та спільної демонстрації екрану ,наявності у всіх присутніх здобувачів освіти    коду  клас рум.

2. Мотивація навчальної діяльності здобувачів освіти (2 хв.)

 2.1. Повідомлення теми програми і уроку.

Викладач: Бути розумним – означає багато знати, бути успішним у житті, добре вчитися, налагоджувати відносини в суспільстві, вміти заробляти гроші тому орієнтуємось на цьому уроці на засвоєння знань,отримування високих балів.

Зараз Україна чинить опір жорстоким загарбникам, що прийшли на нашу землю. Навіть закони фізики, про які ми будемо говорити на уроці, нагадують нам про силу та опір.

Георг Симон Ом

(німецький фізик)

Німецький вчений Георг Симон Ом в своїх дослідженнях відкрив питання проходження електричного струму через провідники, які привели до відомого закону Ома, що зв'язує опір кола гальванічного струму, електрорушійної в ньому сили й сили струму, та є  в основі всього сучасного вчення про електрику.

Відкриття вченого Ома, дало можливість вперше кількісно розглянути явища електричного струму, мало і має величезне значення для науки;

всі теоретичні і практичні перевірки показали повну його точність;

закон Ома це правдивий закон природи.

Подальші роботи Ома з електрики стосувалися питань уніполярної провідності (1830 рік) і нагрівання проводів струмом (1829рік).

У 1839 рік вийшло ряд робіт з акустики, що призвели до результатів великої важливості.

Перегляд  відео – Георг Сімон Ом.

Ссилка https://www.youtube.com/watch?v=w5ynrYnmKAo

 

Проблемне питання: Чи пов’язані дані фізичні величини між собою?

 

  

 

3. Актуалізація опорних знань (8 хв.)

3.1. Історична подорож «10 винаходів людства, що змінили наш світ».

Спилка на відео: https://www.youtube.com/watch?v=Nc17YirzMHA

3.2. Індивідуальне опитування з використанням карток - завдань.

 

Картка – завдання 1.

На малюнку зображене електричне коло:

1. Перечисліть прилади зображені на малюнку? 

2. Які фізичні величини вимірюють дані прилади?

3. Запишіть одиниці вимірювання фізичних величин ,які Ви бачите на малюнку?                                                       

 

   

Картка – завдання 2.

   

    

1.Яким є електричне коло замкнутим чи розімкнутим?

2.Запишіть ціну поділку амперметра та значення сили струму.

3.Запишіть скільки вольт показано на приладі та  ціну поділки приладу?

 

4.Викладення нового матеріалу (20 хв.)

Для протікання електричним колом струму необхідно, щоб у колі були елементи, які переміщують електричні заряди, збільшуючи їхню енергію. Сили, які виконують цю функцію називаються сторонніми силами.

За своєю природою сторонні сили можуть бути різноманітні:

1. Хімічні-  у електричних батареях і акумуляторах

2. Термоелектричні- як у термопарах.

3. Сторонні сили зумовлені явищем електромагнітної індукції, як у генераторах електричного струму.

 

Кожне джерело живлення характеризується своєю електрорушійною силою й внутрішнім опором.

У результаті розділення всередині джерела позитивних і негативних зарядів джерело набуває запасу потенціальної енергії, яка витрачається на використання роботи з переміщення зарядів по всьому колу.

Тепер можна сказати: ту частину замкненого кола, в якій заряди рухаються під дією електростатичної різниці потенціалів називають зовнішньою, а ту, в якій носії заряду рухаються під дією сторонніх сил - внутрішньою.

Полюси джерела струму розділяють внутрішню і зовнішню ділянки кола.

Сторонні сили забезпечують розділення різнойменно заряджених частинок в джерелі (у внутрішньому колі) і підтримують певну різницю, потенціалів на полюсах, тим самим зумовлюючи рух зарядів у зовнішньому колі.

Отже, робота сторонніх сил дорівнює сумі робіт, що виконуються по переміщенню заряду на внутрішній і зовнішній ділянці кола.

Електрорушійна сила — кількісна міра роботи сторонніх сил із переміщення заряду, характеристика джерела струму.

Вимірюється в системі СІ у одиницях Вольтах.

Зазвичай електрорушійна сила скорочується в текстах до е.р.с.

Електрорушійна сила ділянки кола дорівнює енергії, яку отримує одиничний заряд, пройшовши цю ділянку кола.

Джерело струму, як і будь-який провідник, має певний опір, який називають внутрішнім опором джерела і позначають r, на відміну від опору зовнішнього кола R.

     

 

    

Відповідно до закону Ома для ділянки електричного кола сила струму на ділянці кола пропорційна напрузі та обернено пропорційна опору:

 

Про цей закон ходить приказка в народі : «Хто не знає закону Ома ,нехай сидить собі дома».

I=U/R

 

 

 

                             

 

 

Відповідно до закону Ома для ділянки електричного кола сила струму на ділянці кола пропорційна напрузі та обернено пропорційна опору:

I=U/R

 

 

Формулу закону Ома можна записати  і в такому вигляді: U = IR,

де добуток IR називають спадом напруги на даній ділянці кола.

Для ділянки, що не містить джерела струму, поняття напруги та спаду напруги збігаються.

Відповідно до закону Ома, для зовнішньої та внутрішньої ділянок кола можна записати U_вн = Ir, U_зн = IR.

Тоді ε = IR + Ir, сума спадів напруг на зовнішній і внутрішній ділянках кола дорівнює ЕРС джерела.

 

Закон Ома для повного кола: сила струму в замкненому електричному колі прямо пропорційна електрорушійній силі джерела струму й обернено пропорційна повному опору кола.

 

                                    \

 

Отже, сила струму в колі залежить від трьох величин, дві з яких

(ЕРС і внутрішній опір) характеризують джерело, а третя залежить від самого кола.

Якщо користуватись певним джерелом електричної енергії, то ε і r можна вважати сталими величинами.

Якщо змінювати опір зовнішнього кола, то відповідно змінюватиметься сила струму І в колі та спад напруги IR на зовнішній частині кола.

Зі збільшенням опору зовнішнього кола сила струму зменшується, напруга ж зростає.

Якщо R = ∞ (коло розімкнене), то І = 0, спад напруги всередині джерела відсутній, а напруга на полюсах джерела дорівнює його ЕРС.

На цьому ґрунтується наближене вимірювання ЕРС джерела.

Вольтметр приєднують до полюсів джерела за умови розімкненого зовнішнього кола.

До того ж вольтметр показує спад напруги IR на самому собі. А оскільки опір вольтметра зазвичай дуже великий, тобто R >> r, U = IR ≈ ε.

Що більший опір вольтметра порівняно з внутрішнім опором джерела струму, то точнішим буде виміряне значення ЕРС.

Для замкнутого електричного кола закон Ома можна подати так:

сила струму прямо пропорційна електрорушійній силі Е та обернено пропорційна повному опору кола, тобто

I=E/(Rв+Rз)

 

   

Наслідки закону Ома для повного кола:

1. Напруга на полюсах замкнутого джерела струму U = Ɛ - І r .

2. Напруга на полюсах розімкнутого джерела струму U = Ɛ.

3. Коротке замикання джерела струму І_max = Ɛ/r , тобто джерело дає найбільший струм, який може дати дане джерело (R→0).

 

 

Закон Ома для повного кола з батареєю послідовно з’єднаних однакових джерел струму буде мати вигляд:

                     

 

Закон Ома для повного кола з батареєю паралельно з’єднаних однакових джерел струму буде мати вигляд:

                                  

 

4. Узагальнення і систематизація знань ( 8 хв.)

4.1.Тест «Закон Ома»

 Ссилка: https://naurok.com.ua/test/zakon-oma-115866.html.(відкриваємо квадрат в реальному часі)

 

5. Підведення підсумків (3 хв.)

 5.1. Аналіз діяльності здобувачів освіти  у процесі всього уроку

5.2. Повідомлення та обґрунтування оцінок

6. Повідомлення домашнього завдання та пояснення етапів його виконання (2 хв.)

Електронний підручник:

A.М. Гуржій , С.К.Мещанінов , А.Т.Нельга,В.М. Співак

«Електротехніка та основи електроніки  »

Вивчити § 2.3 (ст.34),§2.4 (ст.36),

письмово дайте відповіді на контрольні запитання на ст.51 (1-4)

 

 

 

Відповідно до закону Ома для ділянки електричного кола сила струму на ділянці кола пропорційна напрузі та обернено пропорційна опору:

I=U/R

 

Для замкнутого електричного кола закон Ома можна подати так:

сила струму прямо пропорційна електрорушійній силі Е та обернено пропорційна повному опору кола, тобто

I=E/(Rв+Rз)