Постоянный ток

ПОРТФОЛИО

курса повышения квалификации «Методическая система интегративно-модульного обучения в образовательных организациях региона»

Тема: «Разработка методической системы интегративно-модульного обучения»

Выполнил: слушатель курса ПК

Фамилия Коновалова

Имя Фаниля

Отчество Раисовна

Руководитель:

Д-р пед. наук, профессор кафедры ТМПО

Фамилия Насырова

Имя Эльмира

Отчество Фанилевна

Сургут, 2015

Информационный блок

Постоянный ток

Проводником называют ве­щество, в котором под действием электрического поля возникает упорядоченное движение заряженных частиц (вещество «проводит» ток). Для этого в веществе должно быть достаточное количество заряженных частиц, способных перемещаться вдоль всего проводника их называют свободными зарядами. В металлах, например, носителями свободных зарядов являются электроны.

Электрический ток — направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц.

Такими частицами являются: в металлах - электроны, в электролитах- ионы (катионы и анионы), в газах - ионыи электроны, в вакууме при определенных условиях - электроны, в полупроводниках - электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость).

Электрический ток имеет следующие проявления:

нагревание проводников; изменение химического состава проводников (наблюдается преимущественно в электролитах); создание магнитного поля (проявляется у всех без исключения проводников).

Причина нагреванияпроводников или тепловое действие тока. Направленное движение зарядов возникает под действием электрического поля (Е) За счет «трения» этих зарядов о кристаллическую решетку (т.е. многочисленных соударений с ионами) энергия, полученная электронами от этого поля, переходит во внутреннюю (тепловую) энергию проводника. Проводник нагревается и отдает эту энергию в виде теплоты окружающему воздуху. В установившемся режиме температура проводника не меняется, и вся полученная от электронов энергия теряется в виде теплоты.

Электрический ток имеет направление.Направление эл. тока - условно принято считать направление движения положительно заряженных частиц (от + к -).

Условия существования электрического тока в проводнике:

1. Наличиесвободных заряженныхчастиц (в металлическом проводнике - свободных электронов),

2. наличиеэлектрического поляв проводнике (электрическое поле в проводнике создается источниками тока.).

Сила тока (I) показывает,какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени.Единицаизмерениясилы тока в системе СИ: [I] = 1 A (ампер)

Сила тока одинакова на всех участках неразветвленной цепи (иначе происходило бы накопление заряда). I= q / t

Силу тока измеряют амперметром, прибор последовательно присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить силу тока.

На рисунке: явление взаимодействия двух проводников с током (при прохождении тока по двум параллельным проводникам в одном направлении проводники притягиваются, а при прохождении тока по этим же проводникам в противоположных направлениях отталкиваются).

Это интересно!!!

Электрические токи в природе. Мы живем в океане электрических разрядов, создаваемых машинами, станками и людьми. Эти разряды - кратковременные электрические токи не так мощны, и мы их часто не замечаем. Но они все-таки существуют.

Что такое молния? В результате движения и трения друг о друга воздушные слои в атмосфере электризуются. В облаках с течением времени скапливаются большие заряды. Они-то и являются причиной молний. В момент, когда заряд облака станет большим, между его частями, имеющими противоположные по знаку заряды, проскакивает мощная электрическая искра – молния. Молния может образовываться между двумя соседними облаками и между облаком и поверхностью Земли. В этом случае под действием электрического поля отрицательного заряда нижней части облака поверхность Земли под облаком электризуется положительно. В результате молния ударяет в землю.

Обычно молнию рисуют бьющей сверху вниз. Между тем в действительности свечениеначинается снизу и только затем распространяется по вертикальному каналу.Молния – точнее ее видимая фаза, оказывается, бьет снизу вверх!

Домашняя молния. На столе разложить большой полиэтиленовый пакет. На него поставить противень. На середину противня положить большой кусок пластилина, такой чтобы, вместе с пластилином поднимался и противень. Взявшись за пластилин, как за ручку, круговыми движениямипотеретьпротивень о полиэтилен. Потом, держасьтолькоза пластилин, приподнять противень, а другой рукой поднестик краю противнямонету.С противня в монету ударит искра, так как противень, потёртый о полиэтилен, приобрёл отрицательный заряд. Между заряженным противнем и монетой происходит разряд.Так жеобразуется молния в природе!

Электрический ток, протекающийчерез тело человека, оказывает следующие воздействия:менее 0,01 А- не ощущаетсяили ощущается очень слабо;0,02 А – вызываетболезненныеощущения;0,03 А –нарушаетдыхание;0,1 А - вызывает фибрилляцию сердца, что нередкоприводит к смерти(самый опасный ток);более 0,2 А - вызывает сильный ожог и останавливает дыхание.

Примерно6 тысяч миллионов миллиардовэлектронов проходит за 1 секунду через поперечное сечение проводника при силе тока в1 Ампер.

Напряжение характеризует электрическое поле, создаваемое током.

Напряжение (U) - это физическая величина, характеризующая электрическое поле, которое создаёт ток. Напряжением (разностью потенциалов) на данном участке называют работу всех сил по переносу единичного заряда,равного 1 Кл.вдоль участка цепи.

Напряжением называется величина равная отношению работы тока на данном участке к электрическому заряду, прошедшему по этому участку: U= A/q/

За единицу напряжения принимают вольт (1 В = 1Дж / Кл).

В осветительной сети используют напряжение (220 В)

Напряжение измеряют вольтметром, прибор параллельно присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение.

Это интересно!!!

В 1979 г. в США было получено в лабораторных условиях самое высокое напряжение. Оно составило 32 ± 1,5 млн В.

Напряжение, считающееся безопасным для человека в сухом помещении, составляет до 36 В, для сырого помещения это значение опускается до 12 В.

Это надо знать всем!

Что будет с человеком, который окажется рядом с упавшим оголенным кабелем, находящимся под высоким напряжением? Так как земля является проводником электрического тока, вокруг упавшего оголенного кабеля, находящегося под напряжением, может возникнуть опасное для человека шаговое напряжение. Шаговое напряжение, обусловленное электрическим током, протекающим в этом случае в земле, равно разности потенциалов между двумя точками поверхности земли, находящимися на расстоянии одного шага человека. Возникает замкнутая электрическая цепь в теле человека по пути нога-нога. Поражение электрическим током по этому пути считается наименее опасным, т.к. в этом случае через сердце проходит не более 0,04 от общего тока, однако не пытайтесь выбегать оттуда огромными шагами, шаговое напряжение при этом только увеличится! Выходить надо обязательно быстро, но очень мелкими шагами или скачками на одной ноге! Если же рефлекторное действие тока всё-таки успевает проявиться, то человек падает на землю, и возникает более тяжелая ситуация: образуется более опасный путь тока от рук к ногам, и создается угроза смертельного поражения.

Когда человек касается провода, находящегося под напряжением выше 240 В,ток пробивает кожу. Если по проводу течет ток, величина которого еще не смертельна, но достаточна для того, чтобы вызвать непроизвольное сокращение мышц руки (рука как бы “прилипает” к проводу), то сопротивление кожи постепенно уменьшается, и в конце концов ток достигает смертельной для человека величины в 0,1 А. Человеку, попавшему в такуюопасную ситуацию, нужно как можно скорее помочь, стараясь “оторвать” его от провода, не подвергая при этом опасности себя.

Сопротивление проводников (R). В проводнике направленному движению свободных зарядов (электрическому току) оказывают сопротивление атомы кристаллической решетки. Для поддержания тока на за­ряды должна постоянно действовать силаF = q₀•E в направлении тока. Как только эта сила исчезает, ток быстро обращается в ноль за счет столкновений зарядов с атомами решеткой.

Величину R называют сопротивлением проводника и выражают в омах (Ом = В/А).

Сопротивление проводника равно 1 Ом, если при разности потенциалов на его концах в 1 В,по нему протекает ток силой 1 А.

Сопротивление зависит как от материала про­водника, так и от его формы.

R= p , где Ɩ - длина проводника (м), S - площадь поперечного сечения (кв.м),
p (Ом-м) - удельное сопротивление материала проводника.

Например, для меди р = 1,75 • 10⁸Ом • м, для никеля р =10 • 10 ⁸ Ом • м (при 20°С).

Существует физическая величина обратная сопротивлению - электрическая проводимость:G = 1/R - это электрическая проводимость проводника

Зависимость сопротивления от температуры. Удельное сопротивление р и сопротивление проводника R зависят от темпе­ратуры по закону: р = р ₀(1 + at),

R = R₀(1 +at).

зависимость от температуры весьма существенна:

Это интересно!!!

· сопротивления кожи человека обычно изменяется от 1 кОм (для влажной кожи) до 500 кОм (для сухой кожи),

· сопротивление других тканей тела равно от 100 до 500 Ом,

· соединительные провода, из которых собираются электрические цепи, обладают сопротивлением. Согласно закону Ома на проводах теряется часть напряжения, поэтому, выгодно ставить провода с наименьшим удельным сопротивлением,

· сопротивление проводника зависит от температуры,

· при повышении температуры металлического проводника его сопротивление увеличивается ( при нагрева­нии металлического сопротивления до 300°С его сопротивление удваивается),

· при увеличении температурыэлектролита(жидкого проводника) его сопротивление уменьшается,

· если взять в качестве проводника уголь (обычную таблетку активированногоугля из аптечки),то его сопротивление при надавливании на уголь уменьшается!

Закон Ома для участка цепи: Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

I = U/R.

Работая с формулой закона Ома,легко написать формулу для любой входящей величины с помощью треугольника!

Пользоваться им проще простого! Нужно закрыть пальцем ту величину, которую ты хочешь определить.Если две оставшиеся величины находятся на одном уровне – значит надо их перемножить.Если одна над другой – значит надо разделить верхнюю на нижнюю.

Задача: найти сопротивление участка цепи.

---

Дата добавления: 2015-12-08