"Суд над електричним опором"

 

ДЕПАРТАМЕНТ ОСВІТИ І НАУКИ

ДНІПРОПЕТРОВСЬКОЇ ОБЛАСНОЇ ДЕРЖАДМІНІСТРАЦІЇ

Державний професійно-технічний навчальний заклад

"Західно-Дніпровський центр професійно-технічної освіти"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відкритий урок

                            „Суд над Електричним Опором”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Викладач:  Анциферова О.П.

 

 

 

Відкритий урок

 

 

„Суд над Електричним Опором”

 

 

Мета навчальна:         - ознайомити учнів з правилами ведення судових засідань;

                                       - розширити знання учнів, що до електричних величин і законів по-

                                          в’язаних з ними;

                                        - узагальнити знання законів, видів з’єднань та роботи електричних 

                                         схем.

Мета виховна:              - сприяти професійній орієнтації учнів не тільки на власну профе- 

                                         сію,  а і  на  знання правових законів.

Міжпредметні зв’язки: -радіотехніка, фізика, електротехніка, елементи правових знань.

Мотивація:                    - сформувати в учнів поняття реального життя, із захистом своїх     

                                           прав, обов’язків, поваги, на прикладі використання фізичних за -

                                           конів.

 

Обладнання:                 -потенціометри, важільні реостати, кодопозитиви електричних    

                                        схем, електромагнітні реле, омічний термометр, вимірювальні при

                                        лади, кінопроектор, діапроектор, гірлянда лампочок, діюча модель 

                                        вентилятора, макет швидкісної траси з іграшковими автомобілями.

Дійові особи:                -Головний суддя, Головний звинувачувач, Головний захисник, вче-

                                        ний секретар суду, засідателі, свідки, слухачі, підсудний.

 

 

 Сценарій заходу

 

Секретар: „Встати! Суд іде!”

Головний суддя: ”Будь ласка сідайте! Сьогодні ми розглянемо справу по звинуваченню

Електричного Опору. Дозвольте пояснити вам хід судового засідання. Оскільки у нас розглядається технічна справа, то позивачем даного засідання враховуємо фізичний гурток „Спектр” відповідно їхній заяві”.

   По ходу проведення засідання – всі, хто підготував звинувачення, відповіді, можете використовувати свої нотатки, а також підготовлені досліди. По ходу виступу дозволяється використовувати свої пристрої, прилади, схеми, і демонструвати їх.

   Розглянемо позивну заяву. Електричний Опір звинувачується в тому, що користь вищеназваного звинуваченого незначна, а в деяких випадках його наявність може навіть зашкодити. Це аргументується тим, що вплив великого опору веде до слабкого електричного струму, який не зможе розжарити нитки ламп накалювання, чи спіраль прасок, а також зумовлює незручне з’єднання приладів, яке при зменшенні вищезазначеного Опору може привести до виникнення короткого замикання, плавлення дротів внаслідок збільшення електричного струму і навіть можливості загрози людському життю. Таким чином виникла необхідність сьогодні детально розглянути заяву позивача і уважно заслухавши свідків, ухвалити справедливий вирок. Позив усім зрозумілий? Ввести підсудного! (вводять підсудного)

   З’ясуємо особу підсудного: „Підсудний, Ваше прізвище, ім’я та по батькові?”

Підсудний: ”Електричний Опір, Ваша честь.”

Головний суддя: ”Хто Ваші батьки?”

Підсудний: „Андре Марі Ампер, Георг Симсон Ом.”

Головний суддя: „Поясніть основні риси Вашої біографії.”

Підсудний: „Чи можу я скористатися кодопозитивом?”

Головний суддя: „Будь ласка.”

   Підсудний вмикає кодопроектор, демонструє кодопозитиви під назвою „Опір – одна з електричних характеристик провідника” та „Внутрішня будова провідника”.

Підсудний: „Ваша честь! Я є однією з основних електричних характеристик провідника і являю собою засіб регулювання електричного струму в провіднику при заданій напрузі.

   Як відомо присутнім, провідник складається з фіксованої решітки і вільних заряджених частинок. Чим їх більше, тим їм тісніше, тим частіше вони стикаються між собою. Ці стикання чинять перешкоду зарядженим частинкам ціленаправлено рухатися по провіднику, створюючи опір. Чим більше в провіднику вільних частинок, тим більше його опір.”

Головний суддя: „Чи є питання у звинувачення?”

Головний звинувачувач: ”Ні.”

Головний суддя: „У захисту?”

Головний захисник: „У мене є питання до суду. Чи буде братися до уваги той факт, що батьки Опору були видатними людьми?”

Головний суддя: „Так, суд врахує всі факти.”

Головний захисник: „У мене все.”

Головний суддя: „Чи є питання у засідателів?”

Засідатель 1: „Підсудний, від яких параметрів провідника Ви залежите?”

Підсудний: „Від геометричних розмірів провідника – довжини та площі перерізу, від складу і будови кристалічної решітки провідника, а також від температури.”

Засідатель 2: „Яка галузь застосування Ваших можливостей?”

Підсудний: „Технічні засоби, які знаходяться на службі людству.”

Головний суддя: „Мені відомо, що до суду надійшов ряд телеграм по суті справи. Прошу вченого секретаря зачитати їх.”

Вчений секретар:

„Телеграма перша” – „Я, Андре Марі Ампер, французький фізик, заявляю, що даний суд вважаю неправомірним! Аргументи: відсутність Опору зробить неможливим створення електричних та вимірювальних приладів, побутової та промислової техніки, пізнання нового в науці!

                                                                                                                                Ампер”

„Телеграма друга” – „Я, Георг Сімсон Ом, відкрив закон постійного струму, який пов’язує між собою силу струму, напругу та опір. Плекаю надію, що судом буде прийняте справедливе рішення що до ролі Електричного Опору в електро та радіотехніці. Кожен, хто намагається зрозуміти таємниці природи та науки, заслуговує на повагу. Хай наука надасть людству нових знань і умінь.

                                                                                                                                   Ом”

„Телеграма третя” – „Я, Майк Фарадей, англійський фізик, відкривший явище електромагнітної індукції, запевняю – в цьому питанні потрібно вести дискусію і суперечку! В суперечці народжується істина! Якщо Високий суд її відшукає, то закони електротехніки відкриють двері у чудовий світ сучасних технологій. Успіхів!

                                                                                                               З повагою – Фарадей”

Головний суддя: „Дякую! Тепер заслухаємо свідків.”

Перший свідок захисту: „Я хочу довести до відома шановного Суду свою точку зору - засуджувати, а тим паче знищувати Опір немає жодних підстав! Аргументую користь Опору: щоб гірлянда на Новорічній ялинці горіла красиво і пожежебезпечно, лампи розжарювання вмикають послідовно. Загальний опір збільшується, а струм зменшується, виходить красиво і безпечно.” (демонструє послідовне з’єднання)

Головний суддя: „Чи є питання до першого свідка?”

Головний звинувачувач: „Перший свідок захисту! Так, безпечність доведена, але що Ви будете робити, коли гірлянда матиме сто, двісті лампочок? В разі виходу із ладу лише однієї лампочки електричне коло буде розірване, гірлянда потухне. Яким чином її лагодити, перевіряти кожну лампочку?! Чи допоможе Вам у вирішенні цієї проблеми Електричний Опір?”

Головний суддя: ”Перший свідок захисту, Ви зрозуміли запитання?”

Перший свідок захисту: „Так, Ваша честь. Але я знову наполягаю на своєму прикладі – на тому, що існування великого Опору корисне, а налагодження електричного кола не має відношення до питання, що розглядає зараз шановний Суд.”

Головний звинувачувач: „Ваша честь! Дозвольте запросити першого свідка звинувачення."

Перший свідок звинувачення: "Всім відомі з'єднання електричних схем. Також відомі межі опорів приладів. Яким чином передбачити включення приладів для того, щоб електричний струм залишався в прийнятих межах? (демонструє паралельне з'єднання) Як бачите, струм збільшився, а опір зменшився, що не доводить його користь."

Головний суддя: "У Вас все? Я вважаю, що наведені свідками приклади висвітлюють питання про те, коли слід збільшувати Опір, а коли зменшувати. Це, звичайно, має відношення до справи, але не вирішує головного питання. Я вимагаю від Електричного Опору пред'явити речові докази своєї користі суспільству."

Підсудний: "Моє право на існування доведене і незаперечне. Що до речових доказів, то наведу декілька прикладів: потенціометри, реостати, важільні реостати.

   Реостати та потенціометри мають велике значення в народному господарстві. Вони допомагають регулювати струм в електричному колі, розподіляють напругу. Без них не працюватимуть не тільки радіоприймачі та телевізори, а і все електрообладнання планети. (демонструє електричну схему, коротко пояснюючи принцип роботи).

Головний суддя: "Сідайте, підсудний. Я запитую другого свідка захисту – що Ви можете додати до доказів підсудного?"

Другий свідок захисту: "Ваша честь! Дозволю собі навести приклади.

   Всі ми бачили, як у театрах та кінотеатрах повільно гасне світло перед виставою чи кінострічкою. Це дає змогу адаптуватись зору до напівтемряви, а головне – створює атмосферу урочистості в театрі. Все це дійство можливе тільки при допомозі повзункових реостатів.

   Другий приклад – без важільного реостата неможливо уявити трамвай. Там він використовується в гальмівних пристроях та для регулювання швидкості руху."

Головний суддя: "Чи є запитання у звинувачення?"

Головний звинувачувач: "До свідка запитань не маю, але хочу наголосити, що реостати в приведених прикладах можна замінити на фотоелементи. Оскільки струм, який виробляють фотоелементи, прямо пропорційний величині падаючого на них світлового потока, його можна регулювати, змінюючи ступінь освітлення фотоелемента. (демонструє електромагнітне реле). На підставі цього я роблю висновок: " Опір – зайва величина!"

Головний суддя: "Що на це відповість захист?"

Головний захисник: "Ваша честь! Використання фотоелементів – річ цікава, всім відома галузь їх застосування, але людству потрібні не тільки системи регулювання відтворення звуку чи зображення, тим паче системи сигналізації. Найпоширеніші прилади в промисловості та побуті не мають в своїм складі фотоелементів, аргументи – ціна, надійність. І до речі – більшість фотоелементів це фоторезистори, тобто фотоОпори!

   Висновок: фотоелементи ніколи не зможуть функцюювати без Опору.   Дозвольте надати слово третьому свідку захисту?"

Головний суддя: "Дозволяю."

Третій свідок захисту: "Я хочу навести приклад з іншої галузі техніки. По перше - вимірювальні прибори, на якість роботи яких впливають коливання температури. Всім відомо, що при зростанні температури провідника зростає його Опір, результат – непрогнозоване зменшення величини струму. Щоб запобігти цьому, використовують металеві сплави з великим питомим Опором. Ці сплави мають набагато меншу залежність від температури, ніж провідники з міді та алюмінію. Ці сплави широко використовують в омічних термометрах для вимірювання наднизьких та надвисоких температур, де рідинні термометри безпорадні.

   По  друге – жоден амперметр, чи вольтметр, при розширенні діапазону вимірювань не обійдеться без шунта на основі Опору. У мене все, Ваша честь."

Головний суддя: "У звинувачення ще є аргументи?"

Головний звинувачувач: "Так, Ваша честь. Прошу заслухати другого свідка звинувачення."

Головний суддя: "Дозволяю."

Другий свідок звинувачення: "Я дозволю собі нагадати всім присутнім про надпровідність. Як всім присутнім відомо, це явище було відкрите ще в 1911 році вченим Камерлінгом-Онессом. Охолодивши ртуть рідким гелієм, він констатував, що її Опір став нульовим. Продовживши експеримент він побачив, що коли в провіднику при наднизькій температурі створити струм, а потім замкнути коло – струм не зникає, а протікає як завгодно довго без зміни своєї величини. Все це завдяки "замороженій" кристалічній решітці структури металу. Нема перешкод протіканню струму – нема витрат енергії. Приклади використання цього явища також всім відомі: надпотужні електромагніти з надпровідними обмотками, прискорювачі елементарних частинок на їх основі, не кажучи вже про магнітогідродинамічні генератори!" (демонструє кіноплівку "Надпровідники")

Головний захисник: "Ваша Честь! Всі присутні! Я впевнений, що тема надпровідності тут недоречна!"

Головний суддя: "Аргументуйте!"

Головний захисник: "Ваша честь! Подальші досліди показали, що надпровідність не може створити надсильне магнітне поле, оскільки надсильне магнітне поле певної сили знищує саму надпровідність. Для кожного провідника в надпровідному стані існує свій критичний струм, перевищення якого веде до знищення ефекту надпровідності. Врешті, створення МГД-генераторів діло майбутнього, а при "білякімнатних" температурах сьогодення надпровідність явище нереальне. Побажаємо наснаги вченим-фізикам на цій тернистій стежині."

Головний суддя: "Шановні присутні! На цьому засіданні були надані вагомі аргументи як зі сторони звинувачення, так і захисниками. На мій погляд ці аргументи рівновагомі. Тому, порушуючи судовий катехізис, прошу допомоги у слухачів при вирішенні цього питання. Чи має хтось із слухачів свої пропозиції, вирішення?"

Перший слухач: "Ми почули багато цікавого відносно науки і техніки. А як бути з людиною? Природа надала їй величину Електричного Опору, залежно від організму і вологості шкіри, від 4 Ом до 4кОм. Чи можна його змінити?"

Другий слухач: "Як електрозварювальник, я впевнений в дуже великій ролі Опору в моїй роботі. Завдяки йому я вибираю марку електроду – щоб при малому Опорі зварюваний метал не горів, а при великому я не саджав "їжачків" на зварювану деталь."

Третій слухач: "Я працюю водієм. Присутнім відомо, що автомобільні акумулятори мають ємність до 250 Ампер/годин. Тобто, якщо зникне Електричний Опір з електрообладнання мого автомобіля, сила струму стане такою великою, що в авто виникне пожежа внаслідок нагрівання проводів і загоряння їх ізоляції."

 Головний суддя: "Дякую шановним слухачам! Я впевнився, що в процесі розгляду справи, сперечань і точок зору слухачів народиласть істина що до ролі Електричного Опору в житті людства."

   Оголошується вирок Суду: "Розглянувши аргументи звинувачуючої сторони та захисників, взявши до уваги виступи слухачів, суд вважає, що значна більшість звинувачень на адресу Електричного Опору перебільшена. Електричний Опір має право на існування.  

   Враховуючи приблизний позитивно-негативний баланс в діях Електричного Опору суд наполягає на:

1.Розширенні використання позитивних дій Електричного Опору.

2.Вивченні і глибокому осмисленні законів фізики.

3.Проникненні в таємниці природи і адаптування їх до потреб людства.

   Рішення суду безперечне і оскарженню не підлягає!

   Дякую всім за увагу! Засідання Суду вважаю закритим."