Робота і потужність струму

Тема:  Робота і потужність струму.

 Мета:

▪ сформувати знання про роботу й потужність струму, про прилади         для їх вимірювання;

▪ формувати й розвивати уміння  розв’язувати задачі на застосування формули роботи і потужності струму;

▪розвивати творчі здібності й логічне мислення;

▪виховувати дисциплінованість і увагу.

Тип уроку: формування знань та вмінь.

Форма уроку  урок-бесіда

Обладнання: мультимедійний проектор,

Основні поняття:  робота (Дж), потужність (Вт), лічильник, вартість.

Хід  уроку

I.Організаційна частина.

 Створення емоційного настрою. Вступне слово вчителя.

 Чим більше в мене роботи,  тим більше я навчаюся. (М. Фарадей) – говорив Фарадей – видатний англійський вчений. На кожному уроці ви ознайомлюєтесь з новими поняттями, новими фізичними величинами, приладами для їх вимірювання, способи ввімкнення їх в електричне коло.   Отримання нових знань базується на знаннях, отриманих на попередніх уроках. Ви багато працюєте, але чим більше знань ви отримуєте, тим ви становитесь сильнішими, компетентнішими .

    Давайте з вами згадаємо

  І.Актуалізація опорних знань учнів.

( усне опитування)

1)    Які існують  види з’єднання провідників?

 _ Очікувані відповіді учнів:

Існує послідовне і паралельне  з’єднання провідників.

Послідовне – це таке з’єднання провідників, споживачів електроенергії,  при якому кінець пешого елемента кола з’єднується з початком другого, кінець другого – з початком третього і т.д.

Паралельним називають таке з’єднання приєднуються до однієї точки електричного кола, а кінці – до іншої.

2)Чому паралельне  з’єднання  провідників є більш економнічним, ніж послідовне?

Очікувані відповіді учнів:

При паралельному з’єднанні загальний опір кола мінімальний, а при послідовному – максимальний, тому  що при послідовному з'єднанні додаються опори, а при паралельному – величини , обернені до опору. Отже  при  послідовному з'єднанні будуть  більші втрати енергії.

№ 1: Як зміниться сила струму в ялинковій гірлянді, якщо до неї послідовно приєднати ще одну лампу?

Очікувані відповіді учнів:

Сила струму в такій гірлянді зменшиться, тому що при послідовному з'єднанні опори додаються, отже загальний опір кола – збільшиться, а за законом Ома   сила струму у колі обернено пропорційна опору провідника.

 №2. Яка ялинкова гірлянда біль зручна: з послідовним чи паралельним з’єднанням? Чому?

Очікувані відповіді учнів:

Більш зручною буде гірлянда з послідовним з’єднанням, тому що якщо одна з лампочок перегорить, інші будуть продовжувати горіти, чого не спостерігається при послідовному з’єднанні, так як при цьому буде виникати розрив кола – лампа перегоріла.

№3. В освітлювальну мережу ввімкнули послідовно дві лампи з різними опором. Яка з них світитиметься яскравіше? Чому?

Очікувані відповіді учнів

Лампа, яка має більший опір буде світитися яскравіше, тому що на ній буде більша напруга, а отже і робота електричного поля буде більшою.

№4 .Що характеризує напруга в електричному колі? Сила струму?

Очікувані відповіді учнів

Напруга – це фізична величина, яка характеризує роботу електричного поля на певній ділянці кола і чисельно дорівнює відношенню роботи електричного поля до електричного заряду, що пройшов по цій ділянці.

№5Навіщо нам дома побутові прилади?

Очікувані відповіді учнів

Побутові прилади потрібні для того, щоб виконувати певну роботу.

ІІ.Сприйняття і засвоєння учнями навчального матеріалу.

Дія всіх вам відомих електричних приладів відбувається за рахунок електричної енергії, яку постачає джерело струму.  В результаті цього одержуємо світло, тепло, звук, механічний рух, світло тощо, тобто різні види енергії.  Cьогодні на уроці ми розглянемо і вивчимо  такі поняття , як робота і потужність струму.

 Робота електричного струму – фізична величина, що характеризує перетворення електричної енергії в інші види енергії.

( викликаємо учня до дошки)

 Ми знаємо, що напруга – це фізична величина, що характеризує електричне поле, яке переміщує вільні заряди, створюючи струм.

-Нагадай, будь ласка, що таке напруга? Що вона характеризує?

 Очікувані відповіді учнів

Напруга на кінцях певної ділянки кола визначається відношенням роботи А електричного струму на цій ділянці до електричного заряду, що пройшов по ній записує на дошці формулу)

- Як можна визначити електричний заряд, що пройшов по провіднику?

Очікувані відповіді учнів

Заряд, що пройшов по провіднику дорівнює добутку сили струму на час його проходження ( записує на дошці)

                                              U =A/q       A= Uq

                                            A= IUt           q= It

-         Приходимо до висновку:

Щоб визначити роботу електричного струму на ділянці кола, потрібно напругу на кінцях цієї ділянки помножити на силу струму в ній і час, протягом якого виконувалася робота.

 Одиниця роботи  

                                   А = В*А*с= Дж

Вчитель читає загадку:

Загадка : Так, він – суворий контролер,

                 Зі стінки завжди дивиться.

                  Та тільки світло запали,

                   Він все собі фіксує,

                   І скільки світла  витрачав,

                   Тобі він  порахує.

 Роботу вимірюють лічильниками.( показ слайдів.)

Вчитель:

 На будь-яких електричних приладах завжди можна побачити «потужність 1,2 кВт». Ви пам’ятаєте з механіки, що у ватах вимірюють потужність, отже тут мова іде про потужність електричного струму.

Потужність електричного струму – фізична величина, що характеризує здатність електричного струму виконувати певну роботу за одиницю часу.

 P= A/t    P = U I

Потужністю електричного струму визначається добутком напруги на кінцях ділянки кола і сили струму в цій ділянці.

Одиницею потужності є   Р = В·А = Вт (ват) ( показ слайдів)

1 гВт = 100 Вт

1 кВт = 1 000 Вт

1 МВт = 1 000 000 Вт

1 ГВт = 1 000 000 000 Вт

Щоб виміряти потужність електричного струму в колі, потрібні амперметр і вольтметр. Використовують також спеціальний прилад -  ватметр, яким можна безпосередньо виміряти потужність електричного струму в колі.

 Таблиця потужностей деяких електричних приладів.  (Показ слайдів)

Так як побутові прилади розраховано на напругу 220 В, але на різну силу струму. Отже, потужність споживачів електроенергії різна, тому й однакову  роботу вони виконують за різний час.

  З визначення потужності випливає формула роботи     А = Р·t

             1 Дж = 1 Вт·1 с = 1 Вт·с

              1 кВт·год = 3 600 000 Дж = 3,6 МДж

 Покази лічильника, що вимірює спожиту приладами у квартирі електричну енергію (роботу електричного струму), виражено саме в  кіловат-годинах.

( дивимося на форзац у книжку, обговорюємо витрати електроенергії)

За використання електроенергії ми сплачуємо гроші. Для розрахунку коштів ми будемо застосовувати формулу:

 Вартість = робота · тариф.

Задача.1.

Визначити , скільки електроенергії споживає електродвигун за 2 робочі дні,  якщо він щоденно працює по 8 год  при напрузі 220 В та силі струму 10 А. Обчисліть вартість витраченої енергії при  тарифі   25 коп за 1 кВт · год.

Задача 2. Два резистори опорами 2 і 4 Ом підключаємо до джерела постійної напруги 4 В.: а) послідовно б) паралельно. Яка потужність струму в кожному резисторі ?

Задача 3. Визначити потужність електрочайника , якщо при напрузі 220 В протягом 5 хв, через його спіраль проходить заряд 520 Кл.

Додому: придумайте задачу (2) на визначення скільки електроенергії споживають ваші побутові прилади.

 Придумайте дослід, яким чином можна виміряти потужність струму. Розробіть алгоритм виконання лабораторної роботи, та підберіть необхідні прилади.