Закон Ома. Закон Джоуля – Ленца.

План – конспект теоретичного уроку з предмета

“Електротехніка з основами промислової електроніки”

Тема уроку: №6 Закон Ома. Закон Джоуля – Ленца.

Мета уроку:

Навчальна: сформувати знання про закони Ома для ділянки кола і повного кола, а також про закон Джоуля – Ленца і теплову дію струма.
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 резисторами;
2. зразки основних типів резисторів.

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. розповісти про ємність ;
2. що таке конденсатор ?

3)  які типи конденсаторів існують ?

4) послідовне та паралельне з´єднання конденсаторів.

3. Постановка завдання уроку

    Сьогодні на уроці ми вивчимо закон Ома, теплову дію постійного струму та закон Джоуля – Ленца .

4. Пояснення нової теми

Закон Ома: сила струму прямо пропорційна різниці потенціалів (на­прузі) на кінцях ділянки електричного кола.

Електричним колом названо сукупність пристроїв, які утворюють шлях для електричного струму. Коло має елементи:

• вузол — місце з'єднання більше двох провідників;
• вітка — нерозгалужена частина кола між двома вузлами;
• контур — будь-який замкнений шлях уздовж віток;
• двополюсник — частина кола з двома виводами (полюсами, клемами).

Коло складається з провідників (пристроїв, що передають електроенер­гію), джерел електроенергії (перетворювачів неелектричної енергії в елек­тричну) та споживачів (перетворювачів електричної енергії в неелектричну). Графічно кола зображуються:

1. Структурними схемами — спрощене креслення, що має основні функ­-
   ціональні групи та зв'язки між ними, наприклад джерело — споживач —
   лінія електропередачі.
2. Монтажними схемами, на яких елементи розміщено територіальне
   (рис. 1, а).
3. Принциповими електричними схемами, де наведено всі елементи і зв'яз-­
   ки (без зазначення їх територіального розміщення) за допомогою умовних
   позначень (рис. 1, б).
4. Схемами заміщення або розрахунковими схемами (рис. 1, в), де
   реальні пристрої замінено ідеальними елементами.

Пакетний вимикач

                                                 Рис. 1

Електричне коло (рис. 1) має основні (акумулятор, лампа) і до­поміжні (вимикач, амперметр, вольтметр) елементи. Основні елементи електричного кола є на всіх видах схем. Допоміжні елементи, як пра­вило, на схемі заміщення відсутні. Так, на схемі (рис. 1, в) замість акумулятора маємо схему заміщення на реальне джерело напруги U_а6, яке складається з ідеального джерела Е і внутрішнього опору R_вн, а за­мість лампи — електричний опір R_н навантаження. Струм в нерозгалуженому колі — однаковий. Обходячи від плюса джерела до мінуса, маємо U_аЬ + І • R_вн, що дорівнює Е:

E = U_аЬ + І • R_вн  = I · RH  + I · RBH  = I · (RH  +  RBH )

Звідси    I =     (1.1)

Вираз (1.1) називають законом Ома для замкненого кола: сила стру­му І, що проходить у замкненому колі, дорівнює відношенню ЕРС кола до його повного опору R = R_н + R_ВH; коли R_я прямує до нескінченності, струм прямує до нуля, напруга U_аЬ до Е (режим холостого ходу джерела); коли R_н прямує до нуля, струм I — до відношення Е до R_вк (струм короткого за­микання).

Струм є наслідком різниці потенціалів або падіння напруги чи просто напруги на опорі R_н:

φa + φb = Uab =I · RH

Теплова дія постійного струму

Кожне тіло має зовнішню і внутрішню енергію. Остання складаєть­ся з кінетичної енергії теплового хаотичного руху частинок, що утво­рюють тіло (молекули, атоми); потенціальної енергії цих частинок, зу­мовленої силами міжмолекулярної взаємодії; енергії електронів, що рухаються по електронних орбітах атомів; ядерної енергії. Внутрішня енергія дорівнює нулю при температурі абсолютного нуля (t₀ = -273 °С). Тоді в тілі хаотичний рух частинок речовини відсутній. Якщо це тіло помістити в електричне поле, то вільні заряджені частинки (електрони, іони) під дією сили Кулона  почнуть упорядковано рухатися, не зустрічаючи перешкоди на шляху свого руху. Це явище — низькотем­пературна надпровідність. За звичайної температури вони (через теп­лообмін) віддають свою енергію тілу, збільшуючи його температуру. Тіло набуває внутрішньої енергії у вигляді хаотичного теплового руху його частинок. Якщо тепер помістити тіло  в електричне поле, то напрямленому рухові заряджених частинок на перешкоді стане хаотичний рух. Зіштовхую­чись між собою, напрямлені і хаотичні час­тинки зменшуватимуть свою швидкість, пере­творюючи кінетичну енергію руху в теплову. Кількість теплоти, як і роботу, ви­значають у джоулях:

1 Дж = 1H · 1м = 1

Позасистемна одиниця кількості теплоти — калорія: кількість теплоти, необхідна для нагрівання 1 г води на 1 °С. Одна калорія ста­новить 4,19 Дж. Тоді

1 Дж = 1 кал / 4,19 =0,24 кал

Е. X. Ленц і незалежно від нього Д. Джо­уль експериментально довели, що кількість теплоти W, що виділяється у провіднику дов­жиною l  і опором R, залежить від струму І в ньому і часу t:

                                                W = I · R · t

Ця формула відображає закон Джоуля – Ленца .

5. Оперативний контроль

Викладач оперативно проводить опитування учнів з викладеного матеріалу:

1. закон Ома;
2. закон Джоуля – Ленца.

6. Закріплення теми уроку

  Викладач дає завдання учням написати на дошці формули : струму, щільності струму, опору, провідності, закону Ома, закону Джоуля – Ленца.

7. Систематизація та узагальнення знань

   Викладач викликає до дошки по одному учнів із завданням розповісти:

- про закон Ома для замкненого кола;

- про теплову дію постійного струму;

- про закон Джоуля – Ленца .

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 26 – 31 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 №6:  Закон Ома. Закон Джоуля – Ленца.

                                                                            Склав викладач: Р.В. Лакуста