Урок физики в 8-м классе по теме «Работа электрического тока»

Урок разработан и проведён по программе, учебнику А.В. Перышкина и Н.А. Родиной в технологии, органично сочетающей в себе достоинства личностно-ориентированного обучения и практической направленности, что позволяет:

• построить структуру урока, основываясь на социальном и прошлом учебном опыте учащихся;
• грамотно выстроить цепочку мотивации учебного труд;
• дать возможность на личностном уровне погрузиться в мир новых знаний и проявить себя каждому учащемуся;
• направить на личность ребёнка, создание атмосферы сотворчества детей, детей и педагога, детей и “учебного материала”.

Урок структурно выдержан по методам формам и приёмам работы – развивающий, способствующий активному участию каждого ученика в получении ЗУНов, а наиболее способным для достижений более сложных целей – формирования УМов (убеждений, мнений), позволяющий открыть дорогу к самостоятельному познанию.

Это создаёт своего рода творческое состояние учащихся на уроке, способствует аргументированным действиям и рассуждениям детей.
Со стороны учителя господствуют субъект-субъектные отношения, что раскрепощает детей, раскрывает простор творчеству, фантазии. Для каждого ученика становятся ясным его достижения и его пробелы.
Учитель группирует для себя проблемы, над которыми нужно работать с каждым учащимся индивидуально. Урок имеет целостное восприятие, демонстрирует ранее приобретённые знания, умения, навыки школьников, отражает развитие их способностей к самооценке. Несёт хороший заряд воспитательного воздействия – мотивированного учебного труда с анализом его составляющих, выводами.

Тема: Работа электрического тока.

Цели:

• ввести понятие работы электрического тока;
• развитие практических навыков работы с физическими приборами;
• воспитание исследовательских навыков и качеств личности.

Оборудование: демонстрационные вольтметр, амперметр, вольтметр, источник питания, линейка, фотоэлемент, реостат, ключ, соединительные провода.

Понятия: электрический ток.

Тип урока: изучение нового материала.

ХОД УРОКА

I. Изучение нового материала.

1). Повторение физических величин изученных на предыдущих уроках.

Учитель. На предыдущих уроках мы занимались изучением различных электрических явлений, познакомились с важными физическими величинами, без которой невозможно изучение новой темы. Напомните, о какой физической величине шла речь?

Ученик.

Сила тока, напряжение, сопротивление.

Учитель: Мы также познакомились и с основными физическими законами, связанными с прохождением тока по проводникам. Какие это законы?

Ученик. Закон Ома, законы распределения тока и напряжения при параллельном и последовательном соединении проводников.

2) Механическая работ а.

Учитель. Сегодня на уроке мы продолжим изучение электрических явлений. Вначале попытаемся вспомнить то, что вы хорошо уже знаете и что поможет вам понять новую тему. Давайте проведем небольшой эксперимент. Соедините ладони, и быстро потрите их друг о друга. Что, вы, почувствовали?

Ученик. Они нагрелись за счет силы трения. Наши ладони перемещались друг относительно друга, а значит, совершали работу. Затраченная работа равна произведению силы трения на перемещение.

Учитель. А совершалась ли работа, когда вы писали ручкой?

Ученик. Да, она совершалась мускульной силой руки.

Учитель.

Итак, в обоих случаях была совершена работа, так как наличествует сила и перемещение. С понятием работы вы уже неоднократно сталкивались в обыденной жизни. Этим словом мы называем всякий полезный труд рабочего, инженера, врача, учителя. Ваша работа – это тоже работа. Но в физике понятие работа несколько иное. Работа – это определенная физическая величина. Давайте проведем еще один простой опыт.
Шарик падает с высоты ____ до высоты ____ (условно считаем эту высоту нулевой) Будет ли совершена в этом случае работа?

Ученик. Работа будет совершена, так как на шарик действует сила тяжести и под действием этой силы он совершает перемещение.

Учитель. А как рассчитать эту работу?

Ученик. По формуле A = mgh

(На доске таблицы)

F

S

A = mgh

Учитель. А что такое h в этой формуле? Ведь это путь, пройденный шариком, следовательно, он равен разности начальной и конечной высот

h = h₁ – h₂. Поэтому мы можем записать: A = mgh₁ – mgh₂

Если mgh = П – потенциальная энергия тела на высоте h, то совершенная работа равна изменению потенциальной энергии тела. А что произошло с полной механической энергией тела?

Ученик. Она не изменилась. Сумма кинетической и потенциальной энергии тела на высоте h3 равна этой сумме на высоте h2.

Таким образом, энергия перешла из одного вида в другой.

3). Изменение и превращение энергии при электрических явлениях

.

Учитель. Теперь мы сможем сделать с вами вывод о том, что работа характеризует изменение энергии и превращение одного вида энергии в другой. Давайте обсудим, может ли происходить изменение и превращение энергии при электрических явлениях. Обратимся к опытам, которые я вам сейчас покажу, а вы будете мне помогать. Посмотрите на доску. На ней висит табличка, где указаны лишь некоторые примеры тех превращений энергии, которые могут происходить при электрических явлениях. Выбирая правильный ответ и поднимая сигнальную карточку с номером (их пять у каждого из вас), вы будете отвечать мне на вопрос о том, какие превращения энергии вы наблюдали в том или ином опыте.

Взаимопревращения видов энергии Электрическая в механическую. Электрическая в электромагнитную. Тепловая в электрическую. Световая в электрическую. Электрическая в звуковую.

Демонстрация а) действие фотоэлемента; б) действие термопары; в) работу электромиксера; г) действие электромагнита;

Учитель. При электрических явлениях могут происходить различные превращения одного вида энергии в другой.Какой вывод можно сделать из этого?

Ученик. Раз происходит превращение одного вида энергии в другой, то совершается работа.

Учитель. В электрической цепи мерой превращения электрической энергии является работа электрического тока.

4).

За счет чего совершается работа электрического тока?

Ученик. Она совершается за счет энергии электрического тока.

Учитель. – Что такое электрический ток?
– Что необходимо, чтобы создать ток в проводнике?
– Чем создается электрическое поле?
– Какая сила действует на заряженные частицы в проводнике и приводит их в упорядоченное движение?

Вывод: движение электронов вызывается действием силы электрического поля следовательно, сила электрического поля совершает работу.

5). От чего зависит значение работы электрического тока?

СХЕМА ОПЫТА

Чем ярче горит лампочка, тем больше выделяется энергии, а значит, совершается большая работа электрическим током. Этому случаю соответствует большее значение силы тока и больше значение напряжения. Значит, работа зависит от силы тока и напряжения.
Как вы думаете, в каком случае будет выделяться больше тепла: когда лампочка горит длительное время или горит долго?

Ученик. Чем дольше горит лампочка, тем больше выделяется тепла.

Учитель. Верно. Значит, от какой еще величины зависит работа электрического тока?

Ученик. От времени. Чем дольше горит лампочка, тем большая работа будет совершена.

Учитель. Значит, есть еще величина, от которой зависит работа электрического тока – это время. Мы можем записать формулу, по которой рассчитывается работа:

А = U I t

(А) = 1 Дж = 1 А х 1 В х 1 С

6). Получение формулы работы электрического тока из определения напряжения.

Учитель. Можно ли получить эту формулу из известного вам определения напряжения?

(Работа по учебнику А.В. Перышкина, Н.А. Родина).

Посмотрите на рисунки 7, 8 стр. 80. Что в них общего и чем они отличаются?

Ученик. Сила тока одинакова, но лампочки светятся по-разному, так как одна из них питается от сети, а другая от источника постоянного напряжения. Поэтому при одинаковой силе тока на участках цепи, где включена лампочка, при перемещение одного и того же электрического заряда, равно 1 Кл , работа электрического тока различна, так как в цепях разное напряжение. Если напряжение равно 4 В, то заряд в 1 Кл, пройдя от точки А до точки Б, совершит работу 4 Дж, а при напряжении 220 В совершенная работа равна 220 Дж.

Учитель. Что такое напряжение?

Ученик. Это отношение работы тока на данном участке цепи к электрическому заряду, проходящему по этому участку: U=A/q

Учитель. Пользуясь этим определением, мы можем получить формулу для работы. Ведь заряд, прошедший по участку цепи за время t, по определению, равен произведению силы тока на время: q=I t следовательно, A=Uq=UIt

II Закрепление материала.

1). Решение задач.

Гр. А “делай с нами». Задача. Рассчитать, какую работу совершает электрический ток в электродвигателе вентилятора за 30 сек., если при напряжении 220 В сила тока в двигателе равна 0,1 А? (решается у доски) Дано: U = 220 В, I = 0,1 А, t = 30 с. А = ? Решение: А =U I t, А = 220 Вх0,1 Ах30 с. = =660 Дж Ответ: А = 660 Дж

Гр. В “делай как мы”. Задача. Какую работу совершает электродвигатель за 1 час, если сила тока в цепи равна 5 А, напряжение на клеммах 220 В и КПД двигателя 80%? (следует устный разбор) Дано: t = 1 ч. = 3600 с., I = 5 А, U = 220 В, КПД = 80% А = ? Решение: А затр. = U I t А = 220 В х 3600 с. = 3960000 В х А х С = 4 000 000 Дж х 80% : 100 % А полезн. = 4 000 000 Дж х 80 % : 100 % = 3,2 х 10 3 Дж.

Гр. С “делай лучше нас”. Задача. Два проводника сопротивлением по 5 Ом каждый соединены сначала последовательно, а потом параллельно и в обоих случаях включены под напряжение 4,5 В. В каком случае работа тока за одно и то же время будет больше и во сколько раз?

Учитель. Итак, мы научились вычислять работу. А какие приборы нужны, чтобы ее измерить?

Ученик. Амперметр, вольтметр, часы.

Учитель. Как они включаются в цепь?

Ученик. Амперметр – последовательно, вольтметр – параллельно. При включении приборов необходимо соблюдать полярность.

III. Итог урока.

• Какую новую физическую величину мы с вами рассмотрели на уроке?
• От чего зависит работа электрического тока?
• В каких единицах она измеряется?
• Какими приборами измеряется работа электрического тока?

IV. Домашнее задание.

Параграф 50 (задачи: для гр. “А” № 6, гр. “В” № 15, гр. “С” № 20).

Открытый урок по физике в 8 классе на тему: «Электрическое сопротивление, закон Ома для участка цепи»

Приреченская ОСОШ

Открытый урок по физике в 8 классе на тему:

«Электрическое сопротивление, закон Ома для участка цепи»

Учитель физики: Нахатакян Лаура Кадыржановна

Электрическое сопротивление, закон Ома для участка цепи.

Цель: Ознакомить учащихся с электрическим сопротивлением проводников как физической величиной, объяснить природу электрического сопротивления на основании электронной теории, установить зависимость между слой тока, напряжением на однородном участке цепи и сопротивлением этого участка.

Тип урока: комбинированный

Дата проведения:

Задачи урока:

Воспитательная:

стимулировать учащихся к работе на уроке, Продолжить формирование познавательного интереса к предмету «Физика», продолжать развивать навыки грамотной, монологической и диалогической речи учащихся с использованием физических терминов. Содействовать развитию у детей умения общаться, приучать учащихся к доброжелательному общению, взаимопомощи, формировать навыки коллективной работы, продолжить работу по развитию внимания учащихся, самостоятельности и целеустремлённости в достижении поставленных целей.

Развивать физическое мировоззрение, воспитывать в учениках уважение к учёным в области физики.

Развивающие: содействовать развитию у школьников умений выделять главное в познаваемом объекте: определении понятий ток, сила тока, напряжение. Продолжать развивать умение учащихся проводить анализ и оценку работы одноклассников, способствовать развитию познавательной компетентности: обеспечить развитие у школьников умения объективировать деятельность; продолжать работу по развитию умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты эксперимента;

продолжить формирование у школьников умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме.

Образовательные:

Обеспечить проверку и оценку знаний учащихся по теме напряжение, сила тока, необходимых для успешного изучения нового материала.

Ознакомить учащихся с электрическим сопротивлением проводников как физической величиной, объяснить природу электрического сопротивления на основании электронной теории.

Организовать деятельность школьников по самостоятельному анализу и обобщению полученных знаний: опытным путём установить взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления:

1. Опытным путём установить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника при постоянном сопротивлении.

2. Опытным путём установить, что сила тока обратно пропорциональна сопротивлению на концах проводника при постоянном напряжении.

Сформулировать совместно с учащимися закон Ома для участка цепи и вывести его математическую запись. организовать деятельность учащихся по изучению и первичному закреплению закона Ома для участка цепи,

продолжать формировать практические навыки и умения учащихся решать задачи.

1. Организационный момент

Здравствуйте ребята, садитесь.

2. Актуализация опорных знаний учащихся, постановка целей.

Сегодня нам с вами предстоит проделать большую работу. Познакомиться с новой физической величиной –электрическим сопротивлением и продолжить изучать электрический ток.

Но перед тем как приступить к работе, давайте вспомним ранее изученный материал.

• Дайте определение понятия ток.

• Что такое сила тока?

• Назовите единицу измерения силы тока.

• Каким прибором измеряют силу тока?

• Дайте определение напряжения.

• Назовите единицу измерения напряжения.

• Каким прибором измеряют напряжение?

Молодцы. А теперь открываем тетрадочки, записываем число и тему урока «Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка цепи».

3. Объяснение нового материала.

А сейчас давайте представим себе как вода течёт по трубам. Трубы могут быть длинные, а могут быть и короткие, могут быть широкие, а могут быть узкие, могут быть гладкие или шероховатые. Когда вода протекает по ним, она испытывает «трение» о их стенки, то есть трубы препятствуют прохождению воды и в зависимости от размера труб, от того из какого материала они сделаны, вода будет течь по ним либо быстрее, либо медленнее. Точно также происходит протекание тока в металлах.

Все мы знаем, что ток – это упорядоченное движение заряженных частиц – электронов.

Показываю модель кристаллической решётки и имитирую процесс прохождения тока через неё.

Ток – это наша вода в трубах, а проводники – это и есть трубы.

Все металлы обладают кристаллическим строением. Кристаллическая решётка состоит из ионов. Когда ток течёт по проводнику он, как бы, протискивается сквозь кристаллическую решётку. И в этот момент электроны начинают взаимодействовать с ионами кристаллической решётки металла. Ток начинает испытывать своеобразное «трение»проходя сквозь решётку, протекать току становится труднее. При этом движение электронов замедляется, а поэтому за 1 секунду сквозь поперечное сечение проводника пройдёт меньшее число электронов.

Такое свойство металлов – ограничивать силу тока, препятствовать его прохождению, и называют электрическим сопротивлением.

Открываем тетрадочки, записываем тему «Электрическое сопротивление»

Ниже. Электрическое сопротивление – это свойство металлов ограничивать силу тока.

Электрическое сопротивление обозначают буквой R.

А вот в каких единицах измеряют электрическое сопротивление, мы узнаем немного позже, поэтому в тетрадочках оставьте немного места.

Сейчас вы познакомились с ещё одной физической величиной – электрическим сопротивлением.

Хорошо. Скажите, пожалуйста, а какие физические величины из раздела электричество вы уже узнали на предыдущих уроках?

Ученик. Напряжение, силу тока.

Учитель. И так, вы уже изучили напряжение, силу тока, познакомились с сопротивлением. А как вы думаете, связаны ли эти величины между собой?

Совершенно верно. Эти величины связаны. И наша с вами задача выяснить а как же именно?

Для этого нам предстоит мысленно перенестись в XIX век, в Германию, в лабораторию Георга Ома и стать его сотрудникам.

Сегодня вы – экспериментаторы, которые опытным путём устанавливают зависимость между силой тока, напряжением и сопротивлением. Но для начала запомните, чтобы установить зависимость одной величины от другой, все остальные должны быть постоянными.

Для начала определим зависимость силы тока от напряжения. Воспользуемся мультимедийным экспериментом /http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669ba071-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/3_15.swf/

Соберём электрическую цепь, состоящую из вольтметра, амперметра, источника тока, лампочки, ключа и соединительных проводов.

До соединения

Мы будем устанавливать зависимость силы тока от напряжения. Какая физическая величина при этом должна быть неизменна?

Совершенно верно. Сопротивление.

Как истинные экспериментаторы вы должны не только наблюдать, но и фиксировать свои наблюдения для дальнейшего их осмысления, обобщения и анализа. Для этих целей каждому на парту я выдала таблички, которые по ходу эксперимента вы будете заполнять, положите их перед собой.

Все готовы?

Тогда начинаем.

Выставляю напряжение равное 1,5 В. Чему равна сила тока?

Ученик. 0,1 А

Учитель. Заполняем табличку.

Увеличиваю напряжение до 4,5 В. Что стало с силой тока?

Ученик. Она увеличилась до 0,3 А.

Увеличиваю напряжение до 9 В. Видим, что сила тока увеличилась до 0,6

Присоединяем источник тока с напряжением 12 В. Чему стала равна сила тока?

Совершенно верно, 0,8 А.

Все заполнили табличку?

I	U
0,1	1,5
0,3	4,5
0,6	9
0,8	12

Теперь для наглядности по данным таблицы построим график зависимости силы тока от напряжения.

Видим, что график зависимости силы тока от напряжение – прямая.

Давайте попробуем проанализировать результаты данного опыты. Смотрим на столбик, в котором записано напряжение. Сначала напряжение было равно 1,5 В, затем его увеличили до 4,5 В, то есть увеличили в 3 раза. Все это видят?

Хорошо. А что в это время происходит с силой тока? Анализируем первый столбик.

Вы правы, сила тока тоже увеличилась в 3 раза.

Значит, при увеличении напряжения в 3 раза сила тока тоже увеличилась в 3 раза. Как называется эта зависимость в математике?

Совершенно верно – прямая или линейная.

Делаем вывод:

При постоянном сопротивлении сила тока, протекающая через проводник, прямопропорциональна напряжению на его концах, другими словами, сила тока увеличивается во столько раз, во сколько увеличивается напряжение.

Записываем на листочках под графиком:

При постоянном сопротивлении сила тока в проводнике прямопропорциональна напряжению на концах проводника.

Теперь посмотрим, как зависит сила тока от сопротивления. Напряжение при этом остаётся неизменным. Результаты эксперимента также будете вносить в табличку.

Вновь обратимся к опыту. Электрическая цепь у нас остаётся той же, но на протяжении всего эксперимента будет неизменным.

Для начала выставлю сопротивление равное 3 . Скажите, чему будет равна сила тока в этом случае?

Ученик: 1,5 А.

Хорошо. Заполняем табличку. Увеличиваю сопротивление до 9. чему равна сила тока?

Ученик:0,5 А.

Увеличиваю сопротивление до 15-ти.

Ученик: Сила тока 0,3 А.

Заканчиваем заполнять табличку и строим график зависимости силы тока от сопротивления.

Видим, что график зависимости силы тока от сопротивления – гипербола.

Проанализируем опыт. Смотрим на табличку. В ходе выполнения эксперимента мы увеличили сопротивление с 3-ч до 9-ти, то есть увеличили сопротивление в 3 раза. Все это видят? Хорошо.

А что же в это время происходило с силой тока? Смотрим на столбик с силой тока. Вы правы, она уменьшилась. И во сколько же раз? Совершенно верно, в 3 раза. Значит, при увеличении сопротивления в 3 раза, сила тока уменьшается в 3 раза. Как называется эта зависимость?

Правильно – обратная.

Делаем вывод:

При постоянном напряжении сила тока, протекающая через проводник обратно пропорциональна сопротивлению проводника, иначе, сила тока уменьшается во столько раз, во сколько раз увеличивается сопротивление.

Записываем под графиком:

При постоянном напряжении сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Сейчас, используя результаты проведённых опытов, установим зависимость силы тока, напряжения и сопротивления.

Вспоминаем, при постоянном напряжении какая зависимость между силой тока и сопротивлением?

Верно, обратная.

А какая зависимость между силой тока и напряжением при постоянном сопротивлении? Совершенно верно – прямая.

Записываем на листочках:

Объединим эти две записи в одну и получим выражение, в котором видна явная зависимость напряжения, силы тока и сопротивления:

Эта запись носит название закона Ома для участка цепи, его открыл немецкий физик Георг Ом в 1827 году.

Закон читается так:

Сила тока в участке цепи прямопропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Интересно, что французские школьники изучают этот закон под именем Клода Пуйе – французского физика, открывшего тот же самый закон спустя 10 лет после открытия его Омом.

Помните, в самом начале занятия мы с вами оставили немного мета для выяснения единиц измерения электрического сопротивления?

Сейчас мы можем уже к этому вернуться.

Выразим из закона Ома электрическое сопротивление:

Тогда

Например, R = 2 Ома. Это значит, что при силе тока 1 А напряжение на концах проводника 2 В.

4. Закрепление изученного материала.

Решение задач.

Ко мне есть какие-нибудь вопросы? Спрашивайте, не стесняйтесь. Тогда давайте попробуем применить то, что мы сейчас изучили на практике.

На рисунке изображён график зависимости силы тока от напряжения для трёх проводников. Какой из этих проводников обладает большим сопротивлением?

Определите сопротивление каждого проводника.

(решить устно)

Электрическое сопротивление человеческого тела определяется в основном, сопротивлением поверхностного слоя кожи. Тонкая, повреждённая кожа хороший проводник. Электрическое сопротивление тела человека от плеча к ноге при напряжении220 В составляет 1, 2 кОм. Какая сила тока с учётом приведённых данных проходит от плеча к ноге через тело человека?

5. Подведение итогов.

Вот и подошёл к завершению наш урок. Сегодня мы с вами проделали большую работу: на уроке вы были исследователями-первооткрывателями, подобно Георгу Ому, и самостоятельно сформулировали один из основополагающих законов физики.

Скажите, пожалуйста, что вы узнали для себя сегодня нового?

Что вам понравилось на уроке?

Что, может быть, не совсем понравилось?

Как вы оцениваете свой труд на уроке?

Домашнее задание.

А теперь открываем дневники и записываем домашнее задание §42-44, упр.19(1, 2, 3, 6,7)

Всем спасибо за урок, до свидания!

14

Учебное пособие по закону Ома | Inspirit

Чтобы определить закон Ома, он утверждает, что ток, протекающий в проводнике, прямо пропорционален напряжению на проводнике.

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире полностью доминирует электричество и наша способность его контролировать. Как часто вы останавливались, чтобы подумать обо всех вещах, которые вы считаете само собой разумеющимися, таких как свет в вашем доме, кондиционер, водонагреватель, тостер и электронные гаджеты? Ничто из этого не работало бы без закона Ома! Этот фундаментальный принцип, открытый около двухсот лет назад, позволил создать машины, которые построили мир, который мы знаем сегодня. Так что же говорит закон Ома? Давай выясним!

Источник

ЧТО ТАКОЕ ЗАКОН ОМА?

Источник

При изучении электрических цепей необходимо знать три важных параметра:

Напряжение (В): Напряжение измеряет разность электрических потенциалов в двух точках. Думайте об этом как об источнике давления в электрической цепи, которая проталкивает электроны (ток) по проводам. Поток электронов выполняет работу, например, зажигает лампочку или запускает двигатель.

Ток (I): Ток измеряет, сколько электронов проходит через данную точку в единицу времени. Думайте о токе как о количестве электронов, протекающих по проводам. Единицей силы тока является ампер (А) или амперы. 1 ампер тока равен 1 кулону (6,24 x 1018) электронов, проходящих через точку за 1 секунду. Это все равно, что измерить, сколько воды вытекает из садового шланга менее чем за 1 секунду.

Сопротивление (R): Проще говоря, сопротивление — это сопротивление провода или проводника току, протекающему в электрической цепи. Медь имеет низкое сопротивление; следовательно, он используется в качестве проводника, тогда как резина обладает таким высоким сопротивлением, что полностью ограничивает протекание тока. Разные материалы имеют разные уровни сопротивления протеканию тока.
Определите закон Ома: этот закон гласит, что ток, протекающий в проводнике, прямо пропорционален напряжению на проводнике. Математически уравнение закона Ома утверждает, что: В ∝ Я Или же V=RI

R – константа пропорциональности, которая является сопротивлением. Значение R различно для разных проводников.

Источник

Закон Ома устанавливает зависимость между напряжением, током и сопротивлением. Формулы закона Ома можно использовать для определения тока, протекающего в проводнике, сопротивления или напряжения, если известно какое-либо из двух значений.

НЕКОТОРЫЕ ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАКОНА ОМА:

• Закон Ома лежит в основе работы плавких предохранителей и автоматических выключателей. Предохранители рассчитаны на фиксированный ток и плавятся, когда через них проходит больший ток.
• Дизайн электронных устройств.
• Управление скоростью вращения вентиляторов с помощью потенциометра.
• Функционирование нагревательных элементов.

ВЫВОД:

• Закон Ома дает проводнику зависимость между напряжением, током и сопротивлением.
• Напряжение измеряет разность электрических потенциалов в двух точках проводника.
• Ток измеряет, сколько электронов проходит через данную точку в единицу времени.
• Сопротивление — это сопротивление провода или проводника току, протекающему в электрической цепи.

Часто задаваемые вопросы:

1. Что такое закон Ома?

Закон Ома определяет зависимость между напряжением, током и сопротивлением в проводнике. Согласно закону Ома, ток в двух точках проводника прямо пропорционален напряжению в точках.

2. Что такое закон Ома? Напишите формулу?

Ток, протекающий в проводнике, прямо пропорционален напряжению на проводнике.

Математически: V=RI

3. Какие три формулы в законе Ома?

V=RI, I=V/R и R=V/I

Надеемся, вам понравился этот урок, и вы узнали что-то интересное о Законе Ома ! Присоединяйтесь к нашему сообществу Discord, чтобы получить ответы на любые вопросы и пообщаться с другими студентами, такими же, как и вы! Не забудьте загрузить наше приложение, чтобы испытать наши веселые классы виртуальной реальности — мы обещаем, это делает учебу намного веселее! 😎

ИСТОЧНИКИ:

1. 20. 10 Закон Ома. https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-middle-school-physical-science-flexbook-2.0/section/20.10/primary/lesson/ohms-law-ms-ps/. По состоянию на 28 января 2022 г.
2. Что такое напряжение?. https://www.fluke.com/en-in/learn/blog/electrical/what-is-voltage#:~:text=Voltage%20is%20the%20pressure%20from, измерено%20in%20volts%20(V ). По состоянию на 28 января 2022 г.
3. 20,5 Ток. https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-middle-school-physical-science-flexbook-2.0/section/20.5/primary/lesson/electric-current-ms-ps/https://www. fluke.com/en-in/learn/blog/electrical/what-is-resistance. По состоянию на 28 января 2022 г.

Изучение закона Ома. — Off Grid Ham

Юридическая школа, продолжение.

Недавно мы погрузились в Текущий закон Кирхгофа. Это всего лишь один из десятков научных принципов, объясняющих, как и почему работают электронные схемы. Хотя для получения удовольствия от радиолюбительской деятельности не требуется глубоких знаний этих принципов, базовое понимание делает человека лучшим радиолюбителем. В этом разница между тем, кто действительно знает, как и почему работает электроника, и «оператором бытовой техники», который просто запоминает ответы на контрольные вопросы. Закон Ома, пожалуй, самый фундаментальный из электрических принципов, поэтому мы собираемся разобрать его по частям и поговорить о том, что он на самом деле означает. Бесчисленные учебники и целые инженерные курсы колледжей посвящены исключительно изучению закона Ома. Мы не можем охватить все в одной статье в блоге, поэтому вам предлагается продолжить самостоятельное изучение.

Человек, скрывающийся за этим именем.

Георг Ом (1789-1854) немецкий математик, педагог и физик. В 1827 году Ом опубликовал «Математическое исследование гальванической цепи». В этой знаменательной публикации описывается то, что сегодня повсеместно известно как закон Ома. По иронии судьбы, Ом ушел с должности преподавателя в иезуитском колледже из-за того, что школа не воспринимала его работу всерьез. Только после этого его открытие было подтверждено. Его исследование считается рождением современного анализа цепей.

Ом не был первым, кто предложил связь между напряжением и током. Ученые до него тоже изучали это явление, но Ом был первым, кто доказал и задокументировал его. Ом умер в 1854 году в возрасте 65 лет в Баварии, нынешняя Германия.

ОБЩЕСТВЕННАЯ ГРАФИКА

Что такое закон Ома?

Единица сопротивления названа в честь Ома, но многих может удивить тот факт, что закон Ома напрямую не касается сопротивления. Закон Ома гласит, что сила тока прямо пропорциональна напряжению. Сопротивление, конечно, является контролирующим компонентом этой динамики. Закон Ома применяется только в том случае, если другие физические характеристики цепи остаются постоянными. В частности, температура может влиять на электрические свойства проводников.

ИЗОБРАЖЕНИЕ ПРЕДОСТАВЛЕНО ELECTRICALTECHNOLOGY.ORG

Подстановка цифр.

Возьмем в качестве примера обычную лампочку накаливания. Сопротивление нити накала лампочки очень мало. Я проверил лампочку на 60 ватт, а она всего 17 Ом; это почти мертвый короткий. Если мы выполним математику, используя номинал сопротивления, мы получим числа, которые не имеют смысла:

ГРАФИКА ОБЩЕСТВЕННОГО ДОМЕНА

Как мы можем видеть на скриншоте выше, нагрузка 17 Ом при 120 вольтах линейное напряжение), составляет колоссальные 847 Вт и чуть более семи ампер тока! Все мы знаем, что в реальном мире 60-ваттная лампочка столько сока не выпьет. В чем дело?

Дело в том, что 17 Ом — это номинал холодной, обесточенной нити накала. Когда лампочка включена, нить накала нагревается от проходящего через нее тока. Тепло изменяет сопротивление нити. Если мы введем числа, используя известную мощность лампочки, мы получим совсем другие результаты:

ОБЩЕСТВЕННАЯ ГРАФИКА

В нашем втором расчете сопротивление включенной лампочки внезапно увеличивается до 240 Ом. Ток в норме 0,5 ампера. Все цифры имеют смысл. Это иллюстрирует, как температура может влиять на сопротивление и значительно изменять характеристики схемы по сравнению с тем, как она выглядит на первый взгляд. Хотя лампа накаливания нарушает закон Ома (поскольку физические свойства нити накала не остаются постоянными), закон Ома по-прежнему полезен для анализа электрических характеристик цепи лампы.

Поскольку мы не можем напрямую измерить сопротивление в цепи под напряжением, закон Ома является ключом к математическому расчету значения.

Температура имеет значение!

Хорошие инженеры учитывают температуру при проектировании цепей. Все резисторы имеют температурный коэффициент сопротивления (ТКС). TCR указывает, насколько резистор будет «отклоняться» от своего установленного значения при воздействии тепла. TCR обычно выражается в частях на миллион на градус Цельсия (ppm/c) в зависимости от того, какое значение имеет резистор при стандартной температуре 25 градусов Цельсия. Таким образом, на каждый градус выше 25 градусов сопротивление будет изменяться на известную величину. В схемах, где требуется очень высокий уровень точности, TCR помогает инженерам удерживать все в допустимых пределах.

Существует такая вещь, как «цифровой резистор» с активной схемой, которая автоматически компенсирует изменения температуры. Цифровые резисторы чаще всего используются в устройствах оптоволоконной связи. Другой компонент, термистор, представляет собой пассивный резистор старого поколения, который, как следует из названия, может изменять свое значение в зависимости от температуры окружающей среды.

Если радиостанция начинает шататься в жарких условиях, одной из причин этого может быть выход компонентов из строя из-за перегрева.

Реактивные нагрузки.

Ом также относится к цепям переменного тока, но есть некоторые важные отличия.

Чисто резистивные нагрузки переменного тока, такие как электрический нагреватель, имеют постоянное сопротивление, поэтому ток всегда будет пропорционален напряжению, поскольку он проходит свой цикл 360 градусов. Говоря инженерным языком, ток и напряжение совпадают по фазе. При реактивной нагрузке есть и другие факторы, влияющие на динамику напряжения, тока и сопротивления.

Реактивное сопротивление — это версия сопротивления, существующая в некоторых (но не во всех) цепях переменного тока. Есть два вида реактивного сопротивления: индуктивное и емкостное. Оба типа могут и часто существуют в одной цепи. Привлекательные детали реактивного сопротивления на этот раз зашли дальше, чем нам нужно. Что вам нужно знать сейчас, так это то, что реактивное сопротивление — это форма сопротивления, которое может варьироваться в зависимости от потребляемой мощности нагрузки, емкости и индуктивности в цепи и частоты. Примерами реактивной нагрузки являются электродвигатели переменного тока и, конечно же, радиоцепи.

Математические формулы, используемые для расчета индуктивного и емкостного сопротивления, не были разработаны Омом, но у них есть родословная от него.

Применение закона Ома к автономным радиолюбителям.

Знающий радиолюбитель поймет закон Ома, не обязательно занимаясь математикой.

Проблема : Вы устанавливаете солнечную батарею, которая производит 25 ампер при 12 вольтах (300 ватт). Длина провода составит 50 футов. Все, что у вас есть, это провод калибра 6, что небезопасно для этого приложения. Зная закон Ома и не производя никаких расчетов, что вы можете сделать, чтобы система заработала? Объяснить, почему.

Решение: Соедините солнечные батареи так, чтобы они производили 24 или более вольт. Сопротивление провода постоянно, независимо от напряжения. Следовательно, когда напряжение повышается, ток падает (закон Ома) до уровня, безопасного для прохождения через провод 6-го калибра. Контроллер MPPT преобразует 24 вольта в 12 вольт для вашего радио.

ГРАФИКА ОБЩЕСТВЕННОГО ДОСТОЯНИЯ

Если напряжение удвоить, то ток уменьшится вдвое, но мы все равно получим те же 300 Вт: Этот мыслительный процесс также можно применить к батареям и источникам питания. Обладая небольшими знаниями и опытом, вы сможете «на глазок» решать простые проблемы со схемой, не прибегая к цифрам. наконец

Что мы узнали сегодня.

• Закон Ома описывает взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением.