Презентация по физике на тему "Работа и мощность электрического тока"

• 1 слайд

  Работа и мощность электрического тока
  Методический- Проект урока по физике в 8 классе
  продолжительность урока 2 часа
  
  
  
  
  Учитель физики Пацинкова Т. В.
  КГБОУ Лицей-интернат
  г.Бийска Алтайского края
  
  Урок формирования новых знаний
  

• 2 слайд

  Цель урока:
  выяснить характер зависимости между энергией, выделяемой на участке цепи, электрическим током и сопротивлением этого участка цепи
  
  

• 3 слайд

  Задачи урока:
   
  вывести формулу для расчета работы и мощности электрического тока
  познакомить с принципом работы счетчика электрической энергии
  познакомить с принципом работы ваттметра
  
  

• 4 слайд

  Планируемые результаты обучения:
  знает формулы для расчета работы и мощности электрического тока
  рассчитывает работу и мощность электрического тока в проводнике
  

• 5 слайд

  Достигаемые результаты обучения:
  Личностные: формирование убежденности в возможности познания природы, самостоятельности в приобретении знаний, целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики
  Метапредметные: овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности; умения самостоятельно планировать пути достижения целей, осознанно выбирать наиболее эффективные из них; овладение универсальными учебными действиями на примерах гипотез для объяснения известных фактов и их экспериментальной проверки
  Предметные: формирование целостной научной картины мира, представлений о закономерной связи и познаваемости явлений природы; умение сопоставлять экспериментальные и теоретические знания с объективными реалиями жизни
  
  

• 6 слайд

  Ресурсы урока:
  учебник Перышкин А.В. (П.50 - 52)
  задачник Перышкин А.В. (№1152,1175, 1182)
  
  

• 7 слайд

  Демонстрации:
  механическая работа электрического тока
  измерение мощности в электрической цепи с помощью амперметра и вольтметра
  
  

• 8 слайд

  План освоения материала:
  Работа электрического тока как характеристика процесса превращения электрической энергии
  Расчет работы электрического тока
  Мощность электрического тока
  Измерение работы и мощности электрического тока
  
  
  

• 9 слайд

  Методические рекомендации
  

• 10 слайд

  1 Этап актуализации опорных знаний отведен повторению понятий механической энергии и работы. В качестве примера можно рассмотреть падение тела в поле тяготения Земли, приведя следующие рассуждения: если тело массой m падает с высоты h1 до высоты h2 , то при этом сила тяжести совершает работу A=mg(h1 – h2). Эта работа равна изменению потенциальной энергии тела A=Eп1 – Eп2. Но общая механическая энергия тела не изменилась, она стала равной сумме потенциальной и кинетической энергии тела на высоте h2. Отсюда вывод: работа характеризует изменение энергии или превращение одного вида энергии в другой. В данном случае происходит превращение механической энергии Еп→Ек.
  

• 11 слайд

  2 Изучение нового материала начинается с того, что работа электрического тока также характеризует процесс превращения электрической энергии в энергию другого вида (внутренняя энергия тел, механическая и т.д.). Далее идет демонстрация перехода механической работы электрического тока (подъем груза электродвигателем): собирается установка из электродвигателя, последовательно с которым включают реостат и демонстрационный амперметр.
  
  

• 12 слайд

• 13 слайд

  3
  Чтобы установить, от чего зависит работа электрического тока, можно воспользоваться установкой с лампой накаливания, изменяя сопротивление реостата, демонстрируется различное свечение лампы. Одновременно замеряется значение силы тока и напряжения в этих случаях, чем ярче светит лампа, тем больше выделяется в ней энергии и, следовательно, тем большую работу совершает электрический ток. Работа электрического тока А пропорциональна силе тока I, напряжению U времени прохождения t: A=U*I*t, 1Дж= 1В*1А*1с.
  

• 14 слайд

• 15 слайд

  Мощность электрического тока можно ввести, начав с повторения определения механической мощности и ее единиц измерения. P=A/ t
  P=U*I*t/ t=U*I 1Вт= 1В*1А
  P=U/R²=I²*R
  

• 16 слайд

  Взаимосвязь А и P:
  
  А=Р* t 1Дж= 1 Вт *с
  3600Дж=1Вт*ч
  360000Дж=1гВт*ч
  3600000Дж=1кВт*ч
  

• 17 слайд

  5 Для измерения работы электрического тока нужен прибор, учитывающий напряжение, силу тока и время прохождения тока. Таким прибором является электрический счетчик. Для измерения мощности электрического тока используются ваттметры, учитывающие напряжение и силу тока. Измерить мощность можно и с помощью вольтметра и амперметра.
  
  

• 18 слайд

  Счётчик электрического тока
  

• 19 слайд

  Схема устройства счетчика электрической энергии
  1 - обмотка тока
  2 - обмотка напряжения
  3 - червячный механизм
  4 - счетный механизм
  5 - алюминиевый диск
  б - магнит для притормаживания диска
  
  

• 20 слайд

  Внутренний вид счётчика
  

• 21 слайд

  Принцип действия
  
  С помощью электросчетчиков осуществляется учет израсходованной электрической энергии. Электросчетчики бывают индукционные и электронные.
  Измерительный механизм индукционного однофазного счетчика электрической энергии (электроизмерительный прибор индукционной системы) состоит из двух электромагнитов, расположенных под углом 90° друг к другу, в магнитном поле которых находится легкий алюминиевый диск. Схема устройства счетчика электрической энергии показана на рисунке 1.
  Для включения счетчика в цепь его токовую обмотку соединяют с электроприемниками последовательно, а обмотку напряжения - параллельно. При прохождении по обмоткам индукционного счетчика переменного тока в сердечниках обмоток возникают переменные магнитные потоки, которые, пронизывая алюминиевый диск, индуцируют в нем вихревые токи.
  Взаимодействие вихревых токов с магнитными потоками электромагнитов создает усилие, под действием которого диск вращается. Последний связан со счетным механизмом, учитывающим частоту вращения диска, т. е. расход электрической энергии.
  

• 22 слайд

• 23 слайд

  Ваттметр аналогового типа
  Принцип действия ваттметра аналогового типа осуществляется на основе двух взаимодействующих катушек. Первая катушка
  является неподвижной, в ее конструкции используется толстый обмоточный провод с небольшим количеством витков и незначительным сопротивлением. Подключение этой катушки выполняется последовательно с потребителем. Вторая катушка находится в движении. Для ее обмотки применяется тонкий проводник с большим числом витков и высоким сопротивлением. Эта катушка подключается параллельно с потребителем и оборудуется дополнительным сопротивлением для защиты от коротких замыканий обмоток.
  Когда ваттметр включается в сеть, в обмотках его катушек появляются магнитные поля, взаимодействующие между собой. За счет этого взаимодействия происходит образование момента вращения, отклоняющего движущуюся обмотку на величину расчетного угла. На данный показатель оказывает влияние произведение силы тока и напряжения в установленный момент времени.
  
  

• 24 слайд

• 25 слайд

  Цифровой ваттметр
  Основной принцип работы цифрового ваттметра заключается в предварительном измерении силы тока и напряжения на исследуемом участке цепи. К потребителю нагрузки последовательно подключается датчик тока, а датчик напряжения подключается по параллельной схеме. Главным конструктивным элементом датчика служит термистор, термопара или измеряющий трансформатор. По такому же принципу работает ваттметр бытовой, широко используемый в домашних условиях. Такое устройство достаточно включить в розетку, чтобы начать процесс измерения.
  
  

• 26 слайд

• 27 слайд

  Основой устройства служит микропроцессор, к которому поступают измеренные параметры тока и напряжения, после чего и вычисляется мощность. Полученные результаты выводятся на экран и одновременно передаются на внешние приборы. В самом микропроцессоре присутствуют элементы, в том числе и микроконтроллеры, позволяющие автоматически управлять рабочими режимами, дистанционно переключать пределы измерений. С их помощью выполняется индикация условных обозначений измеряемых величин.
  При работе с преобразователями больших и средних уровней мощности, выполняется калибровка цифрового устройства с помощью калибратора мощности постоянного тока. Самостоятельная калибровка ваттметра осуществляется калибратором мощности переменного тока. Питание всех узлов и элементов происходит через источник питания постоянного тока, встроенный внутрь измерительного прибора.
  

• 28 слайд

• 29 слайд

  Напряжение, поступающее с приемного преобразователя, включенного в розетку, усиливается УПТ – усилителем постоянного тока до значений, делающих более устойчивой работу АЦП – блока аналого-цифрового преобразователя. Далее напряжение, пропорциональное измеряемой мощности, преобразуется во временной интервал, заполняемый импульсами опорной частоты. Количество этих импульсов, пропорциональное измеряемой мощности будет отображаться на ЦОУ – цифровом отсчетном устройстве. Полученные данные могут быть введены в специальное устройство, предназначенное для обработки информации.
  
  

• 30 слайд

  6 Этап решения задач:
  Задача1: Два резистора имеют сопротивления по 1Ом. Какова будет мощность тока, если подключить к источнику постоянного напряжения 1В один резистор? Два резистора параллельно? Два резистора последовательно?
  Задача2: При перемещении заряда 50Кл по проводнику совершена работа 200Дж. Определить время прохождения тока и мощность.
  Задача3: Определите КПД электрического двигателя, который при напряжении 220В и силе тока 2А за 30с поднимает груз массой 100кг на высоту 10м.
  Задача4: Увеличится или уменьшится потребляемая елочная гирляндой мощность, если уменьшить количество лампочек на одну?
  
  
  

• 31 слайд

  7 В конце урока ученики, опираясь на данные учебника и интернета, обсуждают применение полученных на уроке знаний.
  
  
  

• 32 слайд

  
  
  
  Технологическая карта урока
  

• 33 слайд