Прості електричні поля: точкового заряду, зарядженої осі між двома паралельними пластинами.

План – конспект теоретичного уроку з предмета

“Електротехніка з основами промислової електроніки”

Тема уроку: №2 Прості електричні поля: точкового заряду, зарядженої осі між двома паралельними пластинами.

Мета уроку:

Навчальна: сформувати знання про прості електричні поля, точковий одиничний заряд, заряд та електричне поле між двома паралельними пластинами.
Виховна: виховувати культуру праці, працелюбність, повагу до праці.
Розвиваюча: розвивати мислення, сприяти всебічному розвитку учнів, розвивати пам`ять, мислення.
Тип уроку:  урок засвоєння нових знань.

Наочні засоби :

1. плакати з електротехнічними приладами;
2. макети електротехнічних приладів.

СТРУКТУРА УРОКУ

1. Організаційно-вступна частина уроку.

2. Актуалізація опорних знань учнів.

3. Постановка завдань уроку.

4. Пояснення нової теми.

5. Оперативний контроль вивченого на уроці.

6. Закріплення теми уроку (практичне завдання).

7. Систематизація та узагальнення знань.

8. Підсумок уроку:

    а) підведення підсумків розглянутих на уроці знань

    б) пояснення домашнього завдання

    в) оцінювання знань учнів.

ХІД УРОКУ

1. Організаційно-вступна частина

     Налаштування психологічного настрою учня на продуктивну роботу

1. взаємне вітання;
2. перевірка наявності учнів;
3. організація уваги учнів до уроку.

2. Актуалізація та корекція опорних знань учнів

    Актуалізація мотиваційних резервів учня шляхом фронтального опитування учнів з пройденого раніше матеріалу. Запитання до учнів

1. які електротехнічні прилади існують ?
2. застосування електротехнічних приладів ?
3. історія розвитку електротехніки ?

3. Постановка завдання уроку

    Сьогодні на уроці ми вивчимо, що таке прості електричні поля: точкового заряду, зарядженої осі між двома паралельними пластинами.

4. Пояснення нової теми

    Будь-яке тіло розглядатимемо як середовище, де відбуваються ті чи інші явища. Якщо його властивості однакові в усіх частинах тіла, — воно од­норідне; в усіх напрямках, — анізотропне; якщо числові характеристики (параметри) не залежать від прикладених до середовища фізичних величин (електричних, магнітних, механічних), то відповідно до цих величин воно лі­нійне; у протилежному випадку — нелінійне.

    Доки на тіло не діють зовнішні впливи, воно електричне нейтральне, оскільки у кожному його атомі кількість позитивних і негативних зарядів однакова (рис. 1). Внаслідок взаємодії з інши­ми тілами чи полями цей баланс може бути пору­шено, і тоді тіло стає зарядженим: негативно, якщо електронів більше, ніж протонів, позитивно — в протилежному випадку. Такий стан тіла нази­вають наелектризованим. Кількісно наелектри-зованість тіла визначимо сумарним зарядом Q:

                                                         Q = Σe +Σp                                                (1.1)

де Σе — сума негативних, а Σp — позитивних зарядів. Залежно від зна­ка Q тіло заряджене позитивно чи негативно. Як окремі заряди е та р, так і заряд тіла Q  кількісно визначається за силовою взаємодією частинок чи тіл. В електротехніці здебільшого розглядають макровзаємодії, тобто вза­ємодію заряджених тіл. Заряди можуть переходити з одного тіла на інші, та сума їх в системі ізольованих тіл не змінюється. Електричне зарядже­не нерухоме тіло утворює в навколишньому середовищі електростатич­не поле. Воно виявляється через механічну дію на інші заряджені тіла. Ця дія залежить від значення заряду. За одиницю заряду в системі СІ взято кулон, який містить у собі 6,2•10 елементарних зарядів. Для характери­стики окремих досить малих ділянок середовища вводять питомі величи­ни заряду в цих ділянках:

                                                          р = ΔQ / ΔV                                           (1.2)

Для частин поверхні S — поверхневу питому густину заряду Q:

                                                          σ = ΔQ / ΔS                                           (1.3)

Для визначення силової дії електростатичного поля зарядженого тіла в кожній точці простору введемо питому силу εk , що діє з боку електро­статичного поля на тіло, яке має заряд Q, що дорівнює одному кулону. Але тіло з зарядом Q утворює своє поле. Тому, щоб виключити вплив заряду на поле, інтенсивність поля визначається як відношення сили ΔF до досить ма­лого заряду ΔQ, щоб його впливом на поле можна було знехтувати:

                                                             εk = ΔF / ΔQ                                          (1.4)   

Напруженість електричного поля — це векторна силова характерис­тика електричного поля у відповідній точці. У кожній точці простору, де існує електричне поле, на заряд ΔQ діє сила εk , яка має числове значення і напрямок у просторі, тобто є вектором. Таких векторів, як і точок про­стору, де діє поле, нескінченно багато. Тому графічно зображати електрич­не поле зручніше за допомогою електричних силових ліній або ліній век­тора εk у кожній точці яких вектор εk  буде спрямовано по дотичній. Частинку електричного поля у вигляді трубчастої поверхні, що створена сукупністю силових ліній, називають трубкою поля.

      Просте електричне поле утворюється точковим зарядом або зарядже­ною віссю (поперечний переріз). Тут силові лінії — промені,

що виходять з точки чи осі та прямують у нескін­ченність. Складніше виглядає поле двох точкових зарядів чи різнойменно заряджених паралельних тонких проводів. Тут силові лінії ви­ходять з позитивно зарядженої точки  і вхо­дять (замикаються) на негативно зарядженій. Графічне зображення буде симетричним, якщо за­ряди за модулем однакові, а середовище однорід­не. Наближення до зарядженої кульки чи осі дру­гої спричинює деформацію силових ліній, які викривляються у бік сусідньої куль­ки чи осі. Позитивно заряджена кулька утворює поле, яке відштовхує позитивно заряджене тіло (див. рис. 2), але притя­гує негативно заряджене.

                                                      Рис. 3

  Між двома різнойменне зарядженими пластинами в однорідному сере­довищі утворюється однорідне електричне поле. Силові лінії такого поля утворюють систему паралельних прямих. Це означає, що в кожній точці простору між пластинами на заряд діє однакова сила εk. У системі СІ сила вимірюється в ньютонах, розмірність напруженості εk буде ньютон поді­лений на кулон або вольт поділений на метр: (Н/Кл = В/м).

       За допомогою силових ліній електричного поля графічно відобража­ють як напрямок, так і значення напруженості εk у заданій точці. Якщо ЄА визначати кількістю силових ліній, що проходять, наприклад, через 1 см перпендикулярної до них поверхні, то за їх густиною можна розра­хувати величину εk у відповідній точці простору чи площі (для двомірних випадків). Поле точкових зарядів (рис. 2) неоднорідне: напруженість εk зменшується зі збільшенням відстані пробного заряду ΔQ до кульок. Якщо поле між пластинами (рис. 3) однорідне, εk скрізь однакова.

5. Оперативний контроль

Викладач оперативно проводить опитування учнів з викладеного матеріалу:

1. що таке прості електричні поля;
2. що таке точковий заряд;

3) властивості заряду осі між двома паралельними пластинами.

6. Закріплення теми уроку

  Викладач дає завдання учням показати на плакатах електричні поля, та розповісти про їх властивості.

7. Систематизація та узагальнення знань

   Викладач викликає до дошки по одному учнів із завданням розповісти:

- про електричні поля та їх властивості.

8. Пояснення домашнього завдання

Викладач

- підводить підсумки уроку коротким оглядом його змісту.

- проводить оцінювання знань учнів, які відповідали на уроці, оголошує оцінки.

На дошці викладач пише домашнє завдання

Сторінки 7 – 9 у підручнику «Електротехніка з основами промислової електроніки» , Автор  А.М. Гуржій та інші. Київ Форум 2002

План – конспект теоретичного уроку

 з предмета

“Електротехніка з основами промислової електроніки”

Тема уроку №2: Прості електричні поля - точкового заряду, зарядженої осі між двома паралельними пластинами.

                                                                            Склав викладач: Р.В. Лакуста