Решение задач по теме «Сила тока. Напряжение. Сопротивление».
Тема: Решение задач по теме «Сила тока. Напряжение. Сопротивление».
Образовательные цели:
Формирование интереса и познавательной мотивации при обучении физики;
Развитие навыков теоретического мышления;
Развитие коммуникативных способностей;
Обобщение и систематизация знаний учащихся по теме “Электрические явления” через самооценку.
Основные задачи:
Расширение и углубление знаний по физике
Развитие умения моделировать и творчески мыслить
Развитие коммуникативных навыков общения и индивидуальных свойств личности учащихся.
Продолжать развивать навыки решения расчетных задач.
Воспитывать позитивное отношение к интеллектуальным достижениям одноклассников.
Ход занятия:
Повторение материала (материал повторялся на уроке) -10 мин
Вопросы:
Что такое электрический ток?
Назовите условия существования тока?
Что такое сила тока?
Обозначение, единицы измерения, формула для расчёта силы тока?
Прибор для измерения силы тока и способ его подключения?
Что такое напряжение?
Обозначение, единицы измерения, формула для расчёта напряжения?
Прибор для измерения напряжения и способ его подключения?
Что такое сопротивление?
Обозначение, единицы измерения?
От чего зависит сопротивление проводника?
Детям выдаются листы самооценки, куда они вносят все ответы и там же выставляется оценки.
Критерии выдаются, чтобы дети могли адекватно и правильно оценить свои результаты.
Задание 1 (закончить предложения и вставить пропущенные слова) -10мин
Продолжить предложение……. (метод незаконченного предложения)
Вариант 1
1. Единица электрического сопротивления …………….
2. Формула закона Ома для участка цепи…………….
3. Электрическое сопротивление зависит от длины проводника, площади поперечного сечения и ………
4. Электрическое напряжение измеряют… который включается в цепь…………….
5. Силу тока измеряют …………….
6. Отрицательный ион-это атом……..
7. Электрическим током называется …………….
Вариант 2
1. Электрическое напряжение измеряется…………….
2. Амперметр включается в цепь…………….
3. Положительный ион — это атом…………….
4. Единица силы тока…………….
5. Формула сопротивления проводника…………….
6. Одноимённые заряды…………….
7. В ядре атома находятся…………….
Учащиеся меняются листочками и проверяют задание друг у друга (в парах) (правильные ответы диктует учитель)
Оценки:
“5” –7 правильных ответов,
“4” – 5-6 правильных ответов,
“3” – 3-4 правильных ответа,
“2” – 2 или меньше правильных ответа.
Задание 2. Найди соответствие — 6 мин
Соедини стрелками каждую физическую величину со своей единицей измерения и названием.
На листах самооценки записываем количество правильных соответствий.
Задание 3. Расчетные задачи. (работают в группах: 1 вариант 1- 3 задачи, 2 вариант – 4-6 задачи)
— 15 мин
Каждому числовому ответу в задаче соответствует буква, в итоге решения получается слово «Физика».
Определите силу тока в проводнике, если через его сечение за время 2,5 мин прошел заряд 420 Кл
Определите напряжение на участке цепи, если при прохождении по нему заряда в 15 Кл током была совершена работа 6 кДж.
Железная проволока сопротивлением 2 Ом имеет длину 8 м. Каково её сечение?
Какой заряд был перенесен по проводнику за время 22 мин при силе тока 800 мА?
Вычислите работу, которая совершается при прохождении через спираль электроплитки 15 Кл электричества, если она включена в сеть напряжением 220 В.
Какой длины надо взять проволоку площадью поперечного сечения 0,4 мм2, чтобы её сопротивление было 19,2 Ом? Удельное сопротивление 0,096 Ом •мм2/м
Критерии оценивания проговариваются учителем на занятии.
Домашнее задание: (повторить формулы, определения), выполнить задания на карточке (детям выдаются карточки с задачами, которые будут проверятся совместно на следующем занятии в соответствии с критериям)- 4 мин
При электросварке сила тока достигает 200 А. За какое время через поперечное сечение электрода проходит заряд 60000 Кл?
Напряжение на автомобильной лампочке 12 В. Какой заряд прошел через нить накала лампочки, если при этом была совершена работа 1200 Дж?
Определите напряжение на электролампе, если её сопротивление 17 Ом, а сила тока 0,04 А.
Чему равно сопротивление проволоки длиной 15 м, площадью поперечного сечения 2 мм2? Удельное сопротивление материала 0,016 Ом•мм2/м
Оценочный лист _________________________________________________________
Задание | Кол-во верных ответов | Оценка | Итоговая оценка |
Физический диктант | |||
Соответствие | |||
Расчетные задачи |
Сила тока формула закон ома
Закон Ома – обычной и мощнейший математический инструмент, помогающий рассматривать электрические схемы.
Он идеальнее всего применяется для осознания связи между временными чертами цепи. Но ему присущи некоторые ограничения. Следует осознавать подобные ограничения, дабы верно применять правило в реальных схемах.
Традиционная формула закона Ома
Согласно данному канону, ток возрастает с повышением напряжения. При фиксированном напряжении изменение сопротивления приводит к назад пропорциональному изменению тока. Данное правило справедливо для сети только с активным сопротивлением.
Для инфы. К этому принципу физики должно быть «конститутивное отношение», значащее только предположение, что некоторые материалы либо даже вакуум поддерживают линейную вольт-амперную характеристику цепи. На самом же деле этого не может быть, так как нет такового понятия, как незапятнанное сопротивление. Имеется в виду просто математическое упрощение. Каждому реальному резистору характерна маленькая настоящая индуктивность и емкость, и связанное с ними … сопротивление меняется с температурой.
Закон Ома
Для участка контура
Базовое правило физики имеет формулировку для цепей неизменного тока и не сопровождается нелинейными нагрузками, такими как транзисторы, диоды, конденсаторы. Переменный ток подчиняется данному правилу, но заместо известной формулы:
- I – ток через проводник в единицах «ампер»,
- U – напряжение, измеренное через проводник в единицах «вольт»,
- R – противодействующее сопротивление проводника в единицах «Ом»;
применяется формула для расчета:
Z – импеданс контура.
Импеданс – это противодействие сгустку электрических зарядов.
Физические характеристики в контуре с активным сопротивлением
Линейная зависимость, описываемая данной функцией, по сути является исключением в природе. Закон применяется только при достаточно ограниченном наборе критерий (неизменной температуре, железных проводниках с неизменными напряжениями).
В реальности вольт-амперное соотношение снутри физического материала обычно сложное и нелинейное.
Характеристики контура с реактивным сопротивлением
Для разных цепей
Когда резисторы (либо лампочки) подключаются последовательно (серия), один и тот же ток проходит через любой из них. При параллельной проводке токи не связаны вместе и определяются значением каждого резистора. В каждом случае величина тока определяется законом Ома:
- для последовательной схемы сопротивления складываются совместно,
- для параллельной схемы они берутся раздельно, и суммируется ток.
Математика последовательных соединений проще. Сопротивления в параллельных либо более сложных конфигурациях требуют сведения к одному значению сопротивления.
Закон Ома для разных типовых цепей
Для высокого напряжения
Отыскать объекты, которые эмулируют резисторы на очень высочайшей частоте, достаточно тяжело.
Если выстроить график U / I, то у большинства материалов под высочайшим напряжением графическая черта будет представлена непрямой линией. Такие материалы не подчиняются традиционному закону физики.
Если есть возможность найти секундные значения для напряжения V и сопротивления R, то можно высчитать моментальный переменный ток. Получить такую величину очень нелегко, и, поэтому, применяются другие подходы, такие, как расчет по формуле со значениями реактивных составляющих и импеданса. Если амплитуда синусоиды сигнала от пика до пика находится в линейном спектре, то этот материал подчиняется закону Ома.
Основной закон физики для высокого напряжения
Принципиально! При высочайшей температуре закон Ома неприменим, так как с повышением температуры со временем сопротивление увеличивается, из-за чего линейная зависимость между напряжением и током (как описано законом Ома) больше не существует. И ток начинает уменьшаться только из-за прироста сопротивления проводника.
Закон Ома для полной цепи
Замкнутый электрический контур делится на наружный и внутренний участки.
1-ый содержит в себе различные сопротивления нагрузки, 2-ой – сопротивление источника тока. В цепи ток течет как по наружному и внутреннему контуру цепи.
Формула расчета физических характеристик для полной цепи будет такая:
- E – ЭДС источника,
- R – сопротивление нагрузки,
- r – сопротивление источника тока.
Из данного соотношения видно, что, когда наружное сопротивление становится меньше внутреннего, выходит куцее замыкание.
Для инфы. Закон Ома для переменного тока именуется так из-за его формальной математической аналогии с главным правилом физики. По собственной сущности, это не должно противоречить канону физики, хотя под ним предполагаются более сложные физические дела.
Закон Ома для цепи переменного тока трактуется в других формулах, ежели для неизменного тока. Так как в схеме имеются некоторые распределенные емкость и индуктивность, то правило физики формулируется в определениях импеданса, комплекснозначной функции частоты.
В предшествующей статье мы познакомились с основными электрическими понятиями, такими как электрический ток, напряжение, сопротивление и мощность. Настал черед главных электрических законов, так сказать, базиса, без познания и осознания которых нереально исследование и осознание электронных схем и устройств.
Читайте по теме: Как избрать неплохой увлажнитель воздуха для квартиры
Закон Ома
Электрический ток, напряжение, сопротивление и мощность, непременно, между собой связаны. А связь между ними описывается, вне сомнения, самым основным электрическим законом – законом Ома. В облегченном виде этот закон именуется: закон Ома для участка цепи. И звучит этот закон следующем образом:
«Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и назад пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи».
Для практического использования формулу закона Ома можно представить в виде вот такового треугольника, который кроме основного представления формулы, поможет найти и другие величины.
Работает треугольник следующим образом. Дабы вычислить одну из величин, довольно закрыть ее пальцем. К примеру:
В предшествующей статье мы проводили аналогию между электричеством и водой, и выявили связь между напряжением, током и сопротивлением. Также неплохой интерпретацией закона Ома может послужить следующий набросок, наглядно отображающий суть закона:
На нем мы лицезреем, что человечек «Вольт» (напряжение) проталкивает человечка «Ампера» (ток) через проводник, который стягивает человечек «Ом» (сопротивление). Вот и выходит, что чем посильнее сопротивление сжимает проводник, тем тяжелее току через него перейти («сила тока назад пропорциональна сопротивлению участка цепи» – либо чем больше сопротивление, тем ужаснее приходится току и тем он меньше). Но напряжение не дремлет и толкает ток изо всех сил (чем выше напряжение, тем больше ток либо – «сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению»).
Когда фонарик начинает слабо светить, мы говорим – «разрядилась батарейка».
Что с ней вышло, что означает разрядилась? А означает это, что напряжение батарейки снизилось и оно больше не в состоянии «помогать» току преодолевать сопротивление цепей фонарика и лампочки. Вот и выходит, что чем больше напряжение – тем больше ток.
Последовательное подключение – последовательная цепь
При последовательном подключении потребителей, к примеру обыденных лампочек, сила тока в каждом потребителе однообразная, а вот напряжение будет отличаться. На каждом из потребителей напряжение будет падать (понижаться).
А закон Ома в последовательной цепи будет иметь вид:
При последовательном соединении сопротивления потребителей складываются. Формула для расчета общего сопротивления:
Параллельное подключение – параллельная цепь
При параллельном подключении, к каждому потребителю прикладывается однообразное напряжение, а вот ток через любой из потребителей, в случае, если их сопротивление отличается – будет отличаться.
Закон Ома для параллельной цепи, состоящей из 3-х потребителей, будет иметь вид:
При параллельном соединении общее сопротивление цепи всегда будет меньше значения самого малеханького отдельного сопротивления.
Либо еще молвят, что «сопротивление будет меньше наименьшего».
Общее сопротивление цепи, состоящей из 2-ух потребителей, при параллельном соединении:
Общее сопротивление цепи, состоящей из 3-х потребителей, при параллельном соединении:
Для большего числа потребителей расчет делается исходя из того, что при параллельном соединении проводимость (величина оборотная сопротивлению) рассчитывается как сумма проводимостей каждого потребителя.
Электрическая мощность
Мощность – это физическая величина, характеризующая скорость передачи либо преобразования электроэнергии. Рассчитывается мощность по следующей формуле:
Таким макаром зная, напряжение источника и измерив потребляемый ток, мы можем найти мощность потребляемую электроприбором. И напротив, зная мощность электроприбора и напряжение сети, можем найти величину потребляемого тока. Такие вычисления иногда нужны. К примеру, для защиты электроприборов применяются предохранители либо автоматические выключатели.
Дабы верно подобрать средство защиты необходимо знать потребляемый ток. Предохранители, используемые в бытовой технике, обычно подлежат ремонту и для их восстановления довольно подобрать и поменять проволоку.
Применив закон Ома, можно высчитать мощность и по другой формуле:
При расчетах нужно учесть, что часть потребляемой электроэнергии расходуется на нагрев и преобразуется в тепло. При работе нагреваются не только лишь электрообогреватели, но и телеки, и компы и другая домашняя техника.
И в окончание, в качестве приза, вот такая шпаргалка, которая поможет найти хоть какой из главных электрических характеристик, по уже известным.
Видео: КАК ПОНЯТЬ ЗАКОН ОМА | ОБЪЯСНЯЮ НА ПАЛЬЦАХ
Закон Ома Калькуляторы и формулы
Прежде чем щелкнуть в каждом калькуляторе закона Ома для ответа, введите числа в уравнение, которое вы хотите использовать.
Калькуляторы закона Ома
• Текущие (I) калькуляторы
• Калькулятор мощности (P)
• Калькулятор сопротивления (R)
• Калькуляторы напряжения (E)
Ваш блокировщик рекламы препятствует правильному отображению этой страницы.
Текущие калькуляторы
|
Калькуляторы мощности
|
Калькулятор сопротивления
6
|
Калькуляторы напряжения
|
Основы мобильной электроники:
• Диоды
• Глоссарий терминов и определений
• Закон Ома
• Рекомендуемые книги и DVD
• Рекомендуемые сечения проводов
• Реле
• Резисторы
• Инструменты и оборудование
Подпишитесь на the12volt.
com
Среда, 15 марта 2023 г.
• Авторское право © 1999-2023 the12volt.com, Все права защищены
• Политика конфиденциальности и использование файлов cookie
Отказ от ответственности: *Вся информация на этом сайте (the12volt.com) предоставляется «как есть» без каких-либо явных или подразумеваемых гарантий, включая, помимо прочего, пригодность для конкретного использования. Любой пользователь принимает на себя весь риск в отношении точности и использования этой информации. Пожалуйста проверьте все цвета проводов и схемы, прежде чем применять какую-либо информацию.
Закон Ома с калькулятором
Есть 2 основные формулы, которые помогут вам понять взаимосвязь между током, напряжением, сопротивлением и мощностью. Если у вас есть любые два параметра, вы можете рассчитать два других параметра.
| ЗАКОН ОМА | |||
| БАЗОВЫЕ ФОРМУЛЫ | П=И*Э | Э=И*Р | |
| НАЙТИ НАПРЯЖЕНИЕ | Э=П/И | Э=И*Р | Э=СКОР(П*Р) |
| НАЙТИ ТЕКУЩИЙ | Я=П/Э | Я=Э/Р | I=SQR(P/R) |
| НАЙТИ ВЛАСТЬ | П=И*Э | П=Э 2 /Р | П=Я 2 *Р |
| НАЙТИ СОПРОТИВЛЕНИЕ | Р=Э 2 /П | Р=Э/И | Р=П/И 2 |
| P = мощность в ваттах E = электродвижущая сила в вольтах I = электрический ток в амперах R = электрическое сопротивление в омах SQR = Квадратный корень |
Примечание: «E» обычно используется для обозначения напряжения, но иногда вы увидите, что «V» используется для обозначения напряжения. Не позволяйте этому сбить вас с толку. |
Изменение сопротивления:
На следующей диаграмме вы можете видеть, что единственная разница между диаграммами слева и диаграммами справа заключается в сопротивлении в каждой «системе». Сопротивление в кране соответствует степени открытия клапана. В проводе сопротивление равно размеру отверстия* в отрезке провода. Вы можете видеть, что напряжение/давление одинаково для левого и правого примеров. Что вы должны отметить на этой диаграмме, это… При прочих равных, если есть увеличение сопротивления, ток уменьшится. Вы можете видеть, что ток, протекающий по крайнему правому проводу, составляет половину тока, протекающего по крайнему левому проводу. Это потому, что крайний правый провод имеет половину площади, через которую проходят электроны.
*Обратите внимание, что размер «отверстия» аналогичен сопротивлению. В реальном куске провода нет физических ограничений.
С формулой:
I = E/R
Вы можете видеть, что текущий ток обратно пропорционален сопротивлению в цепи.
А для тех, кто более склонен к графике…
Изменение напряжения:
На следующей диаграмме видно, что сопротивление во всех системах одинаковое. На этот раз мы изменили напряжение/давление. Вы можете видеть, что повышенное напряжение вызывает увеличение тока, даже если сопротивление в левой и правой системах одинаково.
С формулой:
I = E/R
Вы можете видеть, что ток прямо пропорционален приложенному к сопротивлению напряжению.
Математический пример:
В следующем примере мы знаем, что 12 вольт приложены к резистору 10 Ом.
Если вы хотите узнать, какая мощность рассеивается на резисторе 10 Ом, используйте формулу:
P = E 2 /R
P = 12 2 /10
P = 144/10.
Р = 14,4 Вт
Мощность рассеивания на резисторе 14,4 Вт.
Если бы вы хотели узнать, какой ток протекает через резистор, вы бы использовали формулу:
I = E/R
I = 12/10
I = 1,2 А
Ток через резистор 1,2 ампера.
Если вам нужно больше примеров, на странице резисторов веселее, чем в бочке с обезьянами.
Если вы хотите попробовать некоторые из них самостоятельно, приведенные ниже калькуляторы позволят вам проверить свои математические способности.
Найти: рассеивание мощности и протекание тока в зависимости от сопротивления и приложенного напряжения.
| Ввод данных: | ||
| Значение резистора? «=» | Ом | |
| Приложенное напряжение? «=» | вольт | |
| Вывод данных: | ||
| Рассеиваемая мощность = | Вт | |
| Текущий поток = | Ампер | |
Найти: Сопротивление цепи от протекания тока и приложенного напряжения.
| Ввод данных: | ||
| Приложенное напряжение? | вольт | |
| Текущий поток? | Ампер | |
| Вывод данных: | ||
| Значение резистора = | Ом | |
| Находка: Приложенное напряжение и поток тока от рассеиваемой мощности и сопротивления цепи. |
| Ввод данных: | ||
| Рассеяние мощности? «=» | Вт | |
| Значение резистора? «=» | Ом | |
| Вывод данных: | ||
| Приложенное напряжение = | вольт | |
| Текущий поток = | Ампер | |
—— Критически важный ——
Adobe считает, что Flash-контент на веб-страницах слишком опасен для обычного пользователя Интернета.
Практически для всех современных браузеров поддержка Flash была прекращена 1 января 2021 года. Это означает, что эти браузеры не будут отображать какие-либо интерактивные Flash-демонстрации/калькуляторы/графику на этом (или любом другом) сайте.
Самое простое (не самое лучшее) решение на данный момент — загрузить расширение Ruffle для вашего браузера. Он отобразит файлы Flash там, где они были ранее заблокированы. В некоторых браузерах вам придется нажать на большую кнопку «воспроизведение», чтобы сделать апплеты/графику Flash видимыми.
Альтернативой Ruffle для просмотра Flash-контента является использование альтернативного браузера, такого как старая портативная версия Chrome (Chromium), старая версия Safari для Windows или один из нескольких других браузеров. Дополнительную информацию о браузерах с поддержкой Flash можно найти ЗДЕСЬ. Это не так просто, как Ruffle, но любой, даже немного знакомый с панелью управления Windows и установкой программного обеспечения, может использовать Flash так, как это было задумано.
Примечание:
В следующей демонстрации вы можете отрегулировать напряжение и сопротивление цепи. Изменение любого из них изменит ток и рассеиваемую мощность в цепи. Вы должны понимать, что усилитель выдает напряжение на заданную нагрузку. Их комбинация приведет к рассеиванию мощности (в звуковой катушке динамика в случае аудио). Поскольку усилитель может вырабатывать ограниченное количество напряжения (ограничено конструкцией внутреннего источника питания), выходная мощность ограничена при работе с заданной нагрузкой (например, нагрузкой 4 Ом). Чтобы иметь возможность производить больше мощности, вы можете управлять нагрузкой с более низким импедансом (сопротивлением) (в разумных пределах). Это означает, что если вы перейдете с нагрузки 4 Ом на нагрузку 2 Ом, мощность удвоится (при условии, что источник питания регулируется). Если мы возьмем пример 100-ваттного моноусилителя (100 ватт на нагрузку 4 Ом), мы знаем, что он может выдавать не более 20 вольт на динамике. Если вы установите ползунок напряжения ниже на 20 вольт, а ползунок сопротивления на 4, вы увидите, что мощность составляет 100 Вт.
Если передвинуть ползунок сопротивления на 2 Ом, то можно увидеть, что мощность увеличилась вдвое (до 200 Вт). Теперь я знаю, что показываю батарею как источник напряжения (вместо усилителя), но концепция та же.Нажмите ЗДЕСЬ, чтобы этот апплет заполнил это окно.
Георг Симон Ом:
Георг Симон Ом был немецким физиком, жившим с 1789 по 1854 год. Он обнаружил взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением в проводнике с постоянной температурой (постоянная температура важна, потому что сопротивление изменяется с температурой, а закон Ома не имеет значения). не имеет дело с изменением температуры/сопротивления). Он обнаружил, что при постоянном сопротивлении напряжение и ток прямо пропорциональны (как мы показали на графике выше). Это соотношение может быть выражено как V=IR, где V — напряжение, приложенное к сопротивлению, I — ток, протекающий через сопротивление, а R — сопротивление в омах.
