![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Уравнения Кирхгофа
ЦЕЛЬ УРОКА: Научить учащихся применять закон Ома для замкнутой цепи в конкретных ситуациях. Вывести формулу закона Ома для участка цепи, содержащего ЭДС (общий случай), познакомить учеников со способами соединения источников тока. ТИП УРОКА: решение задач. ОБОРУДОВАНИЕ: микрокалькулятор. ПЛАН УРОКА: 1. Вступительная часть 1-2 мин 2. Опрос 15 мин 3. Объяснение 10 мин 4. Решение задач 15 мин 5. Задание на дом 2-3 мин II. Опрос фундаментальный: 1. Закон Ома для замкнутой электрической цепи. 2. Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока. Задачи: 1. Если подключить к источнику ЭДС два одинаковых вольтметра, соединив их параллельно или последовательно, то вольтметры покажут одинаковое напряжения 8 В. Вычислите ЭДС источника. 2. В цепь, состоящую из источника ЭДС и резистора сопротивлением 2 Ом, включают амперметр сначала последовательно, а затем параллельно резистору. При этом показания амперметра оказываются одинаковыми. Сопротивление амперметра 1 Ом. Определите внутреннее сопротивление источника тока. 3. Электрическая цепь на рисунке 1 состоит из батареи с ЭДС 4. В схеме, изображенной на рисунке 2, в начальный момент ключ разомкнут и напряжение на конденсаторе равно нулю. Определите токи в ветвях цепи и напряжение на конденсаторе сразу после замыкания ключа. Найдите установившиеся токи и напряжение на конденсаторе после окончания переходного процесса. Параметры схемы указаны на рисунке, внутренним сопротивлением батареи пренебречь. 5.
III. Несколько слов о способах соединения одинаковых источников тока: Последовательное соединение Параллельное соединение
Закон Ома для участка электрической цепи, содержащего ЭДС:
Задача: Два аккумулятора с ЭДС Законы Кирхгофа: Во многих случаях удается рассчитать силу тока в цепях, выделяя последовательные и параллельные комбинации резисторов и применяя к ним закон Ома. Иногда, однако, встречаются цепи, которые оказываются слишком сложными для такого анализа. Например, нам не удается определить силу тока в цепи, изображенной на рисунке, просто комбинируя сопротивления. Для анализа сложных цепей пользуются двумя правилами Кирхгофа: 1. Для любого узла цепи сумма токов, втекающих в узел, должна быть равна сумме токов, вытекающих из узла (закон сохранения электрического заряда). 2. Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения на всех участках этого контура (закон сохранения энергии). Используя эти правила, попытаемся рассчитать токи в каждом из резисторов (I1, I2, I3), выбрав их направление, как показано на схеме, интуитивно или условно. Для узла А имеем: I1 = I2 +I3. 1) Число независимых уравнений на одно меньше числа узлов! Теперь выберем направление обхода (против часовой стрелки) и запишем для каждого из контуров (а их независимых два) второе уравнение Кирхгофа, считая ЭДС положительной, если мы при обходе переходим от " -" к " +" источника тока и отрицательной в противном случае. Для первого контура: I1 = I2 + I3 125 = 21· I1 + 41· I2 - 45 = - 41· I2 + 30· I3 Решая систему, получим: I2 ≈ 1, 7 А, I3 ≈ 0, 9 А, I1 ≈ 2, 6 А.
IV. Задачи: 1. Батарейка для карманного фонаря имеет ЭДС 4, 5 В и внутреннее сопротивление 3, 5 Ом. Сколько таких батареек надо соединить последовательно, чтобы питать лампу, рассчитанную на напряжение 127 В и мощность 60 Вт? 2. Аккумулятор с ЭДС 25 В и внутренним сопротивлением 1 Ом заряжается от сети с напряжением 40 В через сопротивление 5 Ом. Найти напряжение на зажимах аккумулятора. 3. Через аккумулятор под конец его зарядки течет ток 4 А и напряжение на его клеммах 12, 6 В. При разрядке того же аккумулятора током 6 А напряжение составляет 11, 1 В. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора, а также определите ток короткого замыкания. V. Упр. 10 №№ 8-10 1. Никелиновый проводник длиной 2 м и площадью поперечного сечения 0, 2 мм и нихромовая спираль длиной 3 м и сопротивлением 6 Ом, подключены к источнику тока с ЭДС 18 В и внутренним сопротивлением 0, 5 Ом сначала последовательно, а затем параллельно. Ток проходит оба раза 10 мин. Определите наибольшее число неизвестных величин. 2. 3. Исследуйте зависимость ЭДС и внутреннего сопротивления батарейки карманного фонаря от времени при неизменной внешней нагрузке; при неизменной силе тока. 4. Составить обобщающую таблицу " Закон Ома", используя рисунки, чертежи и текстовый материал.
" Может тот, кто думает что может" Латинская пословица
Урок. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ЦЕЛЬ УРОКА: Развить представления учащихся о сложных электрических цепях. Научить учеников использовать правила Кирхгофа при анализе сложных электрических цепей. ТИП УРОКА: комбинированный. ОБОРУДОВАНИЕ: ПЛАН УРОКА: 1. Вступительная часть 1-2 мин 2. Опрос 10 мин 3. Объяснение 15 мин 4. Закрепление 15 мин 5. Задание на дом 2-3 мин II. Опрос фундаментальный: 1. Способы соединения источников тока. 2. Закон Ома для участка электрической цепи, содержащего ЭДС.
1. При подключении к источнику тока с внутренним сопротивлением 2 Ом резистора сопротивлением 4 Ом напряжение на зажимах источника тока падает до 6 В. Какова полная мощность, развиваемая источником? Какую наибольшую мощность на нагрузке можно получить при данном источнике тока? 2. 3. При каком условии сила тока в проводнике получается одинаковой при последовательном и параллельном соединении N одинаковых элементов? 4. 5. Какое количество теплоты выделится на резисторе в схеме на рисунке 2 после замыкания ключа К? Вопросы: 1. Через аккумулятор течет ток. Сравните разность потенциалов на клеммах аккумулятора с его ЭДС. 2. В каких случаях целесообразно последовательное соединение одинаковых источников тока в батарею, а в каких – параллельное. 3. Может ли напряжение на клеммах источника тока быть больше его ЭДС? 4. Чтобы увеличить ток, протекавший в цепи одного аккумулятора, к нему присоединили второй. Однако как при последовательном, так и при параллельном соединении этих аккумуляторов получался меньший ток. В каком случае это возможно? III. Задачи: 1. Источником электрического тока в системах электрического оборудования автомобилей является генератор Г постоянного тока и соединенный с ним параллельно аккумулятор (рис. 1). ЭДС аккумулятора 12В, его внутреннее сопротивление 0, 15 Ом. ЭДС генератора 14 В, его внутреннее сопротивление 0, 05 Ом. Найдите зависимость силы тока IА, протекающего через аккумулятор, от силы тока Iн, потребляемого нагрузкой /резистор сопротивлением R /. Нарисовать график зависимости IА= IА (Iн). 2. Определите силу тока через резистор и каждый элемент на рисунке 2, если внутреннее сопротивление каждой батареи 0, 5 Ом. V. Подготовиться к контрольной работе.
" Наблюдать, изучать, работать! " Майкл Фарадей Урок 29/11. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 5 " Ученый у себя в лаборатории не просто техник: это ребенок лицом к лицу с явлениями природы, действующими на него как волшебная сказка …" Мария Склодовская – Кюри
|