Для всех учителей из 37 347 образовательных учреждений по всей стране

Скидка до 75% на все 778 курсов

Выбрать курс
Получите деньги за публикацию своих
разработок в библиотеке «Инфоурок»
Добавить авторскую разработку
и получить бесплатное свидетельство о размещении материала на сайте infourok.ru
Инфоурок Физика ПрезентацииПрезентация по физике на тему "Законы Кирхгофа" 10 класс профиль

Презентация по физике на тему "Законы Кирхгофа" 10 класс профиль

Выбранный для просмотра документ презентация к занятию законы Киргохфа 10 кл профиль.pptx

библиотека
материалов
Расчет сложных электрических цепей. Законы Кирхгофа. 10 класс

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд Расчет сложных электрических цепей. Законы Кирхгофа. 10 класс
Описание слайда:

Расчет сложных электрических цепей. Законы Кирхгофа. 10 класс

2 слайд Опорные понятия Электрическая цепь – совокупность электротехнических устройст
Описание слайда:

Опорные понятия Электрическая цепь – совокупность электротехнических устройств, образующих путь для электрического тока. Ветвь - участок электрической цепи, по которому проходит ток одного значения и направления. Контур - замкнутая электрическая цепь, образуемая одной или несколькими ветвями. Узел - место соединения нескольких ветвей.

3 слайд I закон Кирхгофа - алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна н
Описание слайда:

I закон Кирхгофа - алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю или Вытекает из закона сохранения заряда сумма токов, протекающих к точке разветвления (узловой точке), равна сумме токов, утекающих от этой точки

4 слайд II закон Кирхгофа - во всяком замкнутом контуре алгебраическая сумма э.д.с. р
Описание слайда:

II закон Кирхгофа - во всяком замкнутом контуре алгебраическая сумма э.д.с. равна алгебраической сумме падений напряжений на отдельных участках этого контура

5 слайд Алгоритм расчёта схем с применением законов Кирхгофа По возможности упростить
Описание слайда:

Алгоритм расчёта схем с применением законов Кирхгофа По возможности упростить расчетную схему Нанести на схеме известные направления э.д.с. Задать произвольно положительное направление токов Составить уравнения по первому закону Кирхгофа для всех узловых точек схемы, кроме одной Составить недостающие уравнения по второму закону Кирхгофа, обходя замкнутые контуры по часовой стрелке или против часовой стрелки. При этом э.д.с. и токи, совпадающие с направлением обхода, принимаются положительными, а э.д.с. с. и токи, противоположные (т. е. встречные) этому направлению, — отрицательными Решить составленную систему уравнений относительно неизвестных Если некоторые значения токов получаются со знаком «минус», то это означает, что они имеют направления, обратные тем, которые были условно приняты для этих токов в начале расчета.

6 слайд Демонстрационная задача
Описание слайда:

Демонстрационная задача

7 слайд для точки А левый контур правый контур (1) (2) (3) Решая систему находим знач
Описание слайда:

для точки А левый контур правый контур (1) (2) (3) Решая систему находим значения искомых токов I1 = 5 А, I2 = 2 А, I= 7 А

8 слайд Задачи для самостоятельного решения: Задача 1 – подобная демонстрационной зад
Описание слайда:

Задачи для самостоятельного решения: Задача 1 – подобная демонстрационной задаче Дана схема, и известны сопротивления резисторов и ЭДС источников. Требуется найти токи в ветвях, используя законы Кирхгофа. Задача 2 Зная сопротивления резисторов и ЭДС трех источников найти ЭДС четвертого и токи в ветвях.

9 слайд Контроль знаний и умений Вариант 1 Вариант 2 Запишите 1 закон Кирхгофа для уз
Описание слайда:

Контроль знаний и умений Вариант 1 Вариант 2 Запишите 1 закон Кирхгофа для узлаА Запишите второй закон Кирхгофа для контура АСD   Запишите 1 закон Кирхгофа для узла С. Запишите второй закон Кирхгофа для контура АСB

10 слайд Домашняя задача Какую силу тока покажет амперметр, включенный в схему, изобра
Описание слайда:

Домашняя задача Какую силу тока покажет амперметр, включенный в схему, изображенную на рисунке, если R1 = 1,25 Ом, R2 = 1 Ом, R3 = 3 Ом, R4= 7 Ом и ЭДС источника 2,8 В? Сопротивлением амперметра и источника пренебречь.

Выбранный для просмотра документ разработка к занятию Законы Кирхгофа 10 класс профиль.docx

библиотека
материалов

Урок-практикум в 10 классе

Расчет сложных электрических цепей. Законы Кирхгофа.

Цели урока:

  • формирование понятия о законах Кирхгофа

  • применение законов Кирхгофа для расчёта разветвлённых цепей

  • формирование чувства взаимопомощи, умения работать в группах

  • развитие самостоятельности мышления

  • развитие творческих способностей

1. Информационный модуль. Законы Кирхгофа.

Все э.д.с., токи и сопротивления любой цепи связаны между собой уравнениями, выражающими законы Кирхгофа. Эти уравнения могут быть записаны, если известны не только величины э.д.с. и токов, но и их направления.

I закон Кирхгофа: сумма токов, протекающих к точке разветвления (узловой точке), равна сумме токов, утекающих от этой точки (слайд 3)

hello_html_m1cb1c889.pnghello_html_4e5db9d3.png

II закон Кирхгофа: во всяком замкнутом контуре алгебраическая сумма э.д.с. равна алгебраической сумме падений напряжений на отдельных участках этого контура (Слайд 4)

hello_html_m4ba5ac73.png

Расчет сложной цепи при помощи уравнений Кирхгофа проводят в следующей последовательности (слайд 5):

  1. по возможности упрощают расчетную схему (заменив, например, несколько параллельно соединенных сопротивлений одним эквивалентным сопротивлением

  2. наносят на схеме известные направления э.д.с.

  3. задаются произвольными положительными направлениями токов

  4. составляют уравнения по первому закону Кирхгофа для всех узловых точек схемы, кроме одной, так как для получения требуемого числа независимых уравнений следует применить первый закон Кирхгофа ко всем узловым точкам, кроме одной, т. е. составить (n—1) уравнений, если число узлов равно п. Недостающие уравнения должны быть составлены по второму закону Кирхгофа так, чтобы каждое следующее уравнение не могло быть получено из предыдущих.

  5. составляют недостающие уравнения по второму закону Кирхгофа, обходя замкнутые контуры по часовой стрелке или против часовой стрелки. При этом э.д.с. и токи, совпадающие с направлением обхода, принимаются положительными, а э.д.с. с. и токи, противоположные (т. е. встречные) этому направлению, — отрицательными;

  6. решают составленную систему уравнений и определяют неизвестные токи. Если некоторые значения токов получаются со знаком «минус», то это означает, что они имеют направления, обратные тем, которые были условно приняты для этих токов в начале расчета.



Если в результате расчета сложной цепи фактическое направление тока в энергопреобразующем устройстве (электрической машине или аккумуляторе) совпадает с направлением его э.д.с., то это свидетельствует о том, что рассматриваемое устройство работает в качестве источника электроэнергии, а не электроприемника. Если направление тока обратно направлению э.д.с., то это означает, что устройство является электроприемником.

hello_html_69503cb6.png

Рис. 1.Схема разряда (а) и заряда (б) аккумулятора



На рисунке 1. а) аккумулятор работает как генератор, в схеме 1.б) он является потребителем электрической энергии.

2. Модуль практической деятельности. Применение законов Кирхгофа для расчета сложных цепей.

Демонстрационная задача (слайд 6):

В электрической цепи ЭДС первого источника , а второго В.

Сопротивления всех резисторов одинаковые Ом. Определить токи во всех участках цепи.



Произвольно выбираем направления токов I, I1, I2 и две узловые точки А и В (слайд 7)

Так как требуется найти три неизвестных, то составим систему из трёх уравнений. Одно уравнение запишем согласно I закону Кирхгофа и два по II закону Кирхгофа


Считаем > 0 - так как ток переходит от «-» к «+», < 0 - так как ток переходит от «+» к «-»

Один из способов решения полученной системы:

Выразим из уравнений (2) значение тока

(2/)

Подставим полученное выражение (2/) в уравнение (3)



После сокращений и преобразований находим значение тока

(3/)

Из формул (1), (2/) и (3/) рассчитываем значения сил токов и получаем:

I1 = 5 А, I2 = 2 А, I= 7 А

Отработка алгоритма решения задач с использованием законов Кирхгофа. Задачи для самостоятельного решения (слайд 8):

Работа в группах предполагает обсуждение и совместное решение.

Задача 1 – подобная демонстрационной задаче

Дана схема, и известны сопротивления резисторов и ЭДС источников. Требуется найти токи в ветвях, используя законы Кирхгофа.

hello_html_m5ed4e635.png

Возможное решение:

hello_html_m3ed58927.png 

Используя первый закон Кирхгофа, можно записать n-1 уравнений для цепи. В нашем случае количество узлов n=2, а значит нужно составить только одно уравнение.

Напомним, что по первому закону, сумма токов, сходящихся в узле равна нулю. При этом, условно принято считать входящие токи в узел положительными, а выходящими отрицательными. Значит для нашей задачи 

hello_html_6cc5e6e3.png

Затем используя второй закон (сумма падений напряжения в независимом контуре равна сумме ЭДС в нем) составим уравнения для первого и второго контуров цепи. Направления обхода выбраны произвольными, при этом если направление тока через резистор совпадает с направлением обхода, берем со знаком плюс, и наоборот если не совпадает, то со знаком минус. Аналогично с источниками ЭДС.

На примере первого контура – ток I1 и I3 совпадают с направлением обхода контура (против часовой стрелки), ЭДС E1 также совпадает, поэтому берем их со знаком плюс.

Уравнения для первого и второго контуров по второму закону будут: 

hello_html_m7dff9aea.png

Все эти три уравнения образуют систему

hello_html_m29741340.png

Подставив известные значения и решив данную линейную систему уравнений, найдем токи в ветвях (способ решения может быть любым). 

hello_html_765ea173.png

Проверку правильности решения можно осуществить разными способами, но самым надежным является проверка балансом мощностей.

Задача 2

Зная сопротивления резисторов и ЭДС трех источников найти ЭДС четвертого и токи в ветвях.

hello_html_1bf015da.png

Возможное решение:



hello_html_6d1fffc7.png 

Как и в предыдущей задаче начнем решение с составления уравнений на основании первого закона Кирхгофа. Количество уравнений n-1= 2 

hello_html_4847604a.pngЗатем составляем уравнения по второму закону для трех контуров. Учитываем направления обхода, как и в предыдущей задаче. 

hello_html_3235150f.png

На основании этих уравнений составляем систему с 5-ью неизвестными 

hello_html_m6fbddd19.png

Решив эту систему любым удобным способом, найдем неизвестные величины 

hello_html_m662c2c1e.png

Для этой задачи выполним проверку с помощью баланса мощностей, при этом сумма мощностей, отданная источниками, должна равняться сумме мощностей, полученных приемниками. 

hello_html_m790d56f5.png

Баланс мощностей сошелся, а значит токи и ЭДС найдены верно. 

3. Модуль контроля знаний и умений

Внимательно рассмотрите схему и выполните задания по ней (слайд 9):

hello_html_6389cc57.gif

Запишите 1 закон Кирхгофа для узла А


  1. Запишите 1 закон Кирхгофа для узла С.

  1. Запишите второй закон Кирхгофа для контура АСD

  1. Запишите второй закон Кирхгофа для контура АСB

Домашнее задание: решить задачу, используя законы Кирхгофа

Какую силу тока покажет амперметр, включенный в схему, изображенную на рисунке, если R1 = 1,25 Ом, R2 = 1 Ом, R3 = 3 Ом, R4= 7 Ом и ЭДС источника 2,8 В? Сопротивлением амперметра и источника пренебречь.



hello_html_4b86953a.png

Курс повышения квалификации
Курс профессиональной переподготовки
Учитель физики
Курс повышения квалификации
Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Краткое описание документа:

Презентация к уроку на тему "Законы Кирхгофа" нацелена на

  1. усвоение правил, устанавливающих соотношения для токов и напряжений в разветвленных электрических цепях постоянного тока;
  2. формирование алгоритма применения законов Кирхгофа при расчете сложных электрических цепей;
  3. отработку умений применять данные законы в учебных задачах на сложные цепи.
Проверен экспертом
Общая информация
Учебник: «Физика. Электродинамика (углублённый уровень)», Мякишев Г.Я., Синяков А.З.
Тема: § 2.17. Расчет сложных электрических цепей

Номер материала: ДБ-1321325

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Информационные технологии в деятельности учителя физики»
Курс профессиональной переподготовки «Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Подростковый возраст - важнейшая фаза становления личности»
Курс повышения квалификации «Управление финансами: как уйти от банкротства»
Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности по подбору и оценке персонала (рекрутинг)»
Курс повышения квалификации «Этика делового общения»
Курс повышения квалификации «Маркетинг в организации, как средство привлечения новых клиентов»
Курс повышения квалификации «Разработка бизнес-плана и анализ инвестиционных проектов»
Курс повышения квалификации «Страхование и актуарные расчеты»
Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»
Курс профессиональной переподготовки «Управление ресурсами информационных технологий»
Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности помощника-референта руководителя со знанием иностранных языков»
Курс профессиональной переподготовки «Корпоративная культура как фактор эффективности современной организации»
Курс повышения квалификации «Международные валютно-кредитные отношения»
Курс повышения квалификации «Информационная этика и право»

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.