Урок "Паралельне і послідовне з`єднання"

8 клас

Дата_____________

Тема. Послідовне і паралельне з’єднання провідників.

Мета:

навчальна – ознайомити учнів з послідовним і паралельним з’єднаннями провідників і закономірностями, які існують у колах з даними з’єднаннями, показати переваги і недоліки кожного із з’єднань та їх застосування;

розвивальна – розвивати критичне мислення, формувати технологічну, інформаційну і комунікативну компетентність.

виховна – виховувати точність, уважність, колективізм та дотримання правил техніки безпеки.

Тип уроку: комбінований урок

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, джерело струму, ключ, лампочки на підставці, амперметр, вольтметр, провідники.

Хід уроку

І. Організаційний момент.

Перевірка відсутніх.

ІІ. Актуалізація знань

•                   Як пояснити появу електричного струму в цьому колі?

(Залізний і мідний провідники утворюють гальванічну пару. Завдяки електрохімічним реакціям окиснення, які відбуваються із залізом і міддю середині картоплини, між ними утворюється певна різниця електричних потенціалів. Якщо замкнути це коло, через гальванометр проходитиме електричний струм. )

•                   Чи збільшиться напруга між залізним цвяшком і мідним дротом, якщо вставити картоплину не один, а два цвяшки?
•                   У якому випадку струм у колі буде більшим: із використанням картоплини чи лимона? Чому?

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Нам часто потрібно включати в одне коло кілька споживачів. Тому ми маємо знати як можна, і як треба під’єднювати їх у коло.

ІV. Оголошення теми і мети уроку

Сьогодні на уроці ми вивчимо «Послідовне і паралельне з’єднання провідників», їх характеристики, переваги і недоліки та застосування.

V.  Вивчення нового матеріалу.

Проблемне питання

Як, на вашу думку, під’єднані кожен з будинків до загальної електромережі? Чому? Як під’єднюються споживачі в одному будинку? Яким способом під’єднані лампочки у гірлянді? Як це перевірити? На ці питання ви зможете дати відповіді, вивчивши нову тему.

1.              Послідовне з’єднання

При послідовному з’єднанні споживачів (провідників) їх з’єднують по черзі один за одним без розгалужень проводів між ними: до кінця першого приєднують початок другого, потім до кінця другого приєднують початок третього...

 

Зверніть увагу: якщо один із послідовно з’єднаних провідників вийде з ладу, то решта теж не працюватимуть, бо коло буде розімкненим.

 

Закони послідовного з’єднання провідників.

Дослід №1 Сила струму при послідовному з`єднанні провідників

Розглянемо електричне коло з послідовно з'єднаних джерела струму, двох електроламп, амперметра та вимикача. Замкнемо електричне коло та  виміряємо силу струму на різних ділянках електричного кола.

                                                         

               

Висновок: при послідовному з’єднанні провідників сила струму в будь-якій ділянці кола однакова.

 

Дослід 2. Напруга при послідовному з`єднанні провідників

Виміряємо напругу на різних ділянках електричного кола, яке складене з послідовно з’єднаних провідників.

 

                                                        

Висновок: при послідовному з’єднанні провідників повна напруга в колі дорівнює сумі напруг на окремих ділянках кола.

Формула для розрахунку опору

Для обчислення загального опору R ділянки кола, яка складається з двох послідовно з’єднаних провідників опорами R₁ і R₂, скористаємося співвідношенням:

 

Застосувавши закон Ома, можемо переписати це співвідношення так:

 

В разі послідовного з’єднання:

Одержимо:

 

Висновок: при послідовному з’єднанні провідників загальний опір кола дорівнює сумі опорів окремих ділянок кола.

 

n послідовно з’єднаних провідників

Отримані співвідношення для сили струму, напруги та опору справджуються для будь-якої кількості послідовно з’єднаних провідників:

n – кількість провідників

Якщо в ланцюгу n однакових опорів r включені послідовно, то загальний опір розраховується як

Напруга прямо пропорційна опору

Недоліки послідовного з`єднання провідників:

•                 при виході із ладу одного споживача –  коло розривається.
•                 із збільшенням кількості лампочок –  яскравість кожної зменшується.

В окремих випадках, недоліки можуть стати перевагою даного з’єднання.

Застосування: вимикач і лампочка, запобіжник і цілий будинок, реостат у колі, гірлянди, увімкнення амперметра.

2.             Паралельне  з’єднання

При паралельному з’єднанні споживачів (провідників) виводи кожного з них приєднують до спільної для всіх пари затискачів (вузлові точки кола).

Зверніть увагу: якщо одна з паралельно з’єднаних ламп вийде з ладу, то друга продовжить світитися, бо через її нитку розжарення все одно буде проходити струм.

 

Дослід 3. Напруга при паралельному з`єднанні провідників

Розглянемо електричне коло, що містить дві паралельно з’єднані лампи, які через ключ з’єднані з джерелом струму. Замкнемо електричне коло та  виміряємо наругу на різних ділянках електричного кола.

   

                                                        

 

 

 

 

Висновок: при паралельному з’єднанні провідників напруга  на джерелі і на кінцях усіх паралельно з’єднаних провідників однакова.

 

Дослід 4. Сила струму при паралельному з`єднанні провідників

Розглянемо те саме електричне коло й будемо вимірювати амперметром силу струму на різних ділянках кола.

                                                         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Висновок: при паралельному з’єднанні провідників сила струму в не розгалуженій ділянці кола дорівнює силі струмів в окремих паралельно з’єднаних провідниках.

 

 

Формула для розрахунку опору

Щоб обчислити загальний опір R ділянки кола, яка складається з двох паралельно з’єднаних ламп, скористаємося співвідношенням:

 

Позначивши опори ламп як R₁ і R₂ та застосувавши закон Ома, можемо переписати це співвідношення у вигляді:

 

В разі паралельного з’єднання:

Одержимо:

 

 n паралельно з’єднаних провідників

Отримані співвідношення для напруги, сили струму та опору справджуються для будь-якої кількості паралельно з’єднаних провідників:

 

 

n – кількість провідників

Якщо всі n резисторів однакові і дорівнюють r, то загальний опір визначається за формулою

Якщо в ланцюг включені два резистора, то їх загальний опір

Струми на ділянках обернено пропорційні опорів:

Переваги паралельного з’єднання провідників:

•                 при виході з ладу одного із споживачів, коло не розривається.
•                 із збільшенням кількості лампочок –  яскравість кожної не змінюється.
•                 споживачі  розраховані на однакову напругу.
•                  

Недоліки: чим більше споживачів з’єднані паралельно, тим опір кола менший, а сила струму – більша, що може призвести до короткого замикання. 

В окремих випадках, переваги можуть стати недоліком даного з’єднання.

Застосування: всі будинки до загальної електромережі, розетки і лампочки до мережі будинку, увімкнення вольтметра, телевізор, холодильник, мікрохвильова піч.

 

V. Закріплення матеріалу

Завдання №1

Практична частина.

1.               Накресліть схему електричного кола, в яку включені послідовно з'єднані джерело струму, електрична лампа, реостат, амперметр і вимикач. Зберіть такий ланцюг. Покаже амперметр наявність струму в ланцюзі, якщо лампу вивернути з патрона?
2.               Складіть схему електричного кола, в якій до джерела струму через ключ приєднані паралельно дві електричні лампи. Зберіть цей ланцюг. Виверніть з патрона одну з ламп. горить чи інша? Чому?

Завдання №2

Обчисліть загальне значення опорів ділянок електричних кіл , що показані на рисунках. Опори вказані на резисторах в Ом.

Завдання №3

Обчисліть всі струми в резисторах і напруги на резисторах. Опори резисторів вказані на рисунказ в Ом, напруги в В.

Завдання №4

Розберіть завдання на послідовне з`єднання.

Обчисліть силу струму у провіднику	Опір лампи № 2 дорівнює 100 Ом. Знайдіть опір лампи № 1. Яка сила струму у колі лампи ?	Визначте напругу на лампі і опір її нитки розжарювання.

 

Розберіть завдання на поралельне з`єднання.

В коло увімкнені три однакових опори. Який опір кожного з них?	Яку силу струму вимірює амперметр № 1?	Визначте опір кожної лампи і їх загальний опір. Лампи однакові.

 

VI.  Підсумок уроку

VIІ. Домашнє завдання

Вивчити § 31, Вправа № 31 (1 - 3)

Вивчити § 32, Вправа № 32 (2, 3)

Опорний конспект учня.

При послідовному з’єднанні	При паралельному з’єднанні
При послідовному з’єднанні споживачів (провідників) їх з’єднують по черзі один за одним без розгалужень проводів між ними: до кінця першого приєднують початок другого, потім до кінця другого приєднують початок третього... Закони послідовного з’єднання   1. Iзаг. = I1 = I2 = …= In 2. Uзаг. = U1 + U2 + …+ Un 3. Rзаг. = R1 + R2 + …+ Rn 4. Гірлянди, вимикачі, запобіжники, увімкнення амперметра.	При паралельному з’єднанні споживачів (провідників) виводи кожного з них приєднують до спільної для всіх пари затискачів (вузлові точки кола). Закони паралельного з’єднання   1. Iзаг. = I1 + I2 + …+ In 2. Uзаг. = U1 = U2 = …= Un 3. =   Всі споживачі, розетки, увімкнення вольтметра.