Наслідки із закону Ома для повного кола



1-й семестр

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

2. Електричний струм

УРОК 4/15

Тема. Наслідки із закону Ома для повного кола

Мета уроку: розглянути, як змінюються сила струму в колі й напруга на полюсах джерела залежно від зовнішнього опору кола R.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

ПЛАН УРОКУ

Контроль знань

4 хв.

1. Що таке сторонні сили? Яка їхня природа?

2. Що таке електрорушійна сила джерела струму?

3. Як формулюється закон Ома для повного кола?

Демонстрації

4

хв.

1. Напруга на полюсах замкнутого джерела струму.

2. Напруга на полюсах розімкнутого джерела струму.

3. Коротке замикання джерела струму.

Вивчення нового матеріалу

25 хв.

1. Коротке замикання.

2. Напруга на полюсах джерела струму.

3. Розв’язування задач.

Закріплення вивченого матеріалу

12 хв.

1. Якісні питання.

2. Навчаємося розв’язувати задачі.

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Коротке замикання

Як випливає із закону Ома для повного кола, сила струму Наслідки із закону Ома для повного кола убуває

зі збільшенням R. Найбільша сила струму відповідає режиму, коли R = 0, тобто короткому замиканню.

– Підключення до полюсів джерела струму провідника з дуже малим опором називають коротким замиканням, а струм, що при цьому виникає,- струмом короткого замикання.

За короткого замикання сила струму Наслідки із закону Ома для повного кола

Із цієї формули видно, що якщо внутрішній опір джерела дуже незначний, струм короткого замикання буде доволі значним, що може вивести джерело з ладу.

2. Напруга на полюсах джерела струму

Формулу, що виражає закон Ома для повного кола, можна записати у вигляді Наслідки із закону Ома для повного кола – напруга на зовнішній частині кола; Ir – напруга на внутрішній частині кола.

Тоді Наслідки із закону Ома для повного кола

Аналізуючи цю формулу, доходимо висновку, що за незмінної ЕРС (Наслідки із закону Ома для повного кола = const) напруга на зовнішній частині кола зменшується відповідно до збільшення сили струму в колі.

Використовуючи вираження для сили струму, одержуємо:

Наслідки із закону Ома для повного кола

Із цієї формули випливає, що якщо коло розімкнуте (R Наслідки із закону Ома для повного кола ?), то U = Наслідки із закону Ома для повного кола, тобто напруга на полюсах джерела струму дорівнює ЕРС. Цим користуються під час вимірювання ЕРС джерела струму за допомогою вольтметра, опір якого набагато більший від внутрішнього опору джерела струму (Rв ” r). Вольтметр при цьому підключають до клем джерела струму.

Найменша ж напруга між полюсами дорівнює нулю – їй відповідає коротке замикання, за якого сила струму Наслідки із закону Ома для повного кола (струм короткого замикання). На малюнку зображений графік залежності напруги на полюсах джерела від зовнішнього опору.

Наслідки із закону Ома для повного кола

Графік залежності сили струму від зовнішнього опору зображений на рисунку.

Наслідки із закону Ома для повного кола

ПИТАННЯ ДО УЧНІВ У ХОДІ ВИКЛАДУ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Перший рівень

1. Якому опору зовнішнього кола відповідає струм короткого замикання?

2. Який зовнішній опір відповідає розімкнутому колу?

3. Як пов’язана напруга на розімкнутих полюсах джерела з ЕРС джерела?

Другий рівень

1. За якого режиму роботи електричного кола напруга на полюсах джерела струму максимальна? мінімальна?

2. За якого режиму роботи електричного кола сила струму через джерело максимальна? мінімальна?

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Якісні питання

1. Чому не можна за допомогою вольтметра магнітоелектричної системи безпосередньо виміряти ЕРС елемента?

2. Чому під час короткого замикання напруга на клемах джерела наближається до нуля, адже струм у колі має найбільше значення?

3. Як буде змінюватися напруга на затискачах джерела, якщо поступово вмикати дедалі більший опір у зовнішньому колі? До якого граничного значення буде наближатися зазначена напруга в цьому випадку?

4. ЕРС батарейки кишенькового ліхтарика дорівнює 4,5 В. Чому ж у цьому ліхтарику використовують лампочку, розраховану на напругу 3,5 В?

2). Навчаємося розв’язувати задачі

1. До джерела струму з ЕРС 6 В і внутрішнім опором 2 Ом підключений резистор опором 10 Ом. Визначте напругу на полюсах джерела струму.

2. Реостат підключений до джерела струму. За зміни опору реостата від R1 = 4,0 Ом до R2 = 9,5 Ом сила струму в колі змінюється від I1 = 8,0 А до I2 = 3,6 А. Знайдіть ЕРС Наслідки із закону Ома для повного кола джерела струму і його внутрішній опір r.

Розв’язання. Із закону Ома для повного кола Наслідки із закону Ома для повного кола випливає співвідношення Наслідки із закону Ома для повного кола = I(R + r). Із цього співвідношення одержуємо систему рівнянь:

Наслідки із закону Ома для повного кола

Звідси Наслідки із закону Ома для повного кола

Перевіривши одиниці величин і підставивши числові значення, одержуємо Наслідки із закону Ома для повного кола = 36 В, r = 0,5 Ом.

3. У разі зміни опору зовнішнього кола змінюються й сила струму I, і напруга U на джерелі струму. Визначте ЕРС джерела струму і його внутрішній опір за наведеним на рисунку графікові залежності U (І).

Наслідки із закону Ома для повного кола

4. Коли батарею гальванічних елементів замикають на опір R1, напруга на клемах батареї становить 5 В. Коли зовнішній опір збільшують у 6 разів, напруга на клемах батареї збільшується вдвічі. Чому дорівнює ЕРС батареї?

5. Джерело струму, внутрішній опір якого 0,5 Ом, живить п’ять однакових лампочок, з’єднаних паралельно. Кожна лампочка має опір 15 Ом; опір сполучних проводів дорівнює 1,5 Ом. Знайдіть напругу на полюсах джерела струму і його ЕРС, напруга на кожній лампочці 1,8 В.

ЩО МИ ДІЗНАЛИСЯ НА УРОЦІ

– Режим короткого замикання відповідає умові R = 0 (або, що те саме, R << r ). Сила струму короткого замикання Наслідки із закону Ома для повного кола а напруга на полюсах джерела струму практично зникає (U Наслідки із закону Ома для повного кола 0 ).

– Режим розімкнутого кола відповідає умові R Наслідки із закону Ома для повного кола ? (або, що те саме, R ” r ). У цьому випадку І Наслідки із закону Ома для повного кола 0, U = Наслідки із закону Ома для повного кола.

– Напруга на полюсах джерела струму: U = Наслідки із закону Ома для повного кола– Ir. Вона максимальна у випадку розімкнутого кола й дорівнює нулю в режимі короткого замикання.

Домашнє завдання

1. Підр-1: § 10 (п. 5, 6); підр-2: § 7 (п. 1, 2).

2. Зб.:

Рів1 № 5.19; 5.20; 5.21; 5.22.

Рів2 № 5.40; 5.41; 5.42; 5.43.

Рів3 № 5.55, 5.56; 5.57; 5.58.


1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (No Ratings Yet)
Loading...


Зміні енергії тіла відповідає зміна.
Ви зараз читаєте: Наслідки із закону Ома для повного кола