Презентация по физике на тему:История изобретения лампы накаливания. Лабораторная работа №7 «Измерение мощности и работы тока в электрической лампочке»

         Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение –

Кизилюртовского района, Республика Дагестан.

Комсомольская  средняя общеобразовательная школа

Гаджиев Магомед Гаджиевич, учитель физики

                                                                                                Урок  в 8  классе

 Разработка  урока  по физике

Тема: История изобретения лампы накаливания.Лабораторная работа №7 «Измерение мощности и работы тока в электрической лампочке»

            Начало формы

Тема урока: История изобретения лампы накаливания Лабораторная работа №7 «Измерение мощности и работы тока в электрической лампочке»

СЛАЙД  1-тема урока                       

Цель урока: выработать умения и навыки расчета работы и мощности тока, закрепить навыки работы с электроизмерительными  приборами.

·        Образовательная:

вычисление работы и мощности электрического тока, используя показания амперметра, вольтметра и часов, продолжить формировать практические навыки измерения напряжения силы тока. СЛАЙД  2  -цель урока                      

Развивающая:

·         развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов;

·         развивать умение работать с компьютером и компьютерными интерактивнимы программамы;

·         продолжить формирование умений пользования теоритическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемое теме. СЛАЙД  3

Воспитательная:

развивать познавательный интерес к предмету. СЛАЙД  4                       

Оборудование: источник питания, низковольтная лампа на подставке, вольтметр, амперметр, ключ, соединительные провода, часы.

                              Ход урока

1. Организационный момент

Сегодня мы подведём  итоги  знаний по теме «Работа и мощность электрического тока», также выполним лабораторную работу по измерению этих физических величин в электрической лампочке.

Но прежде послушаем ваши сообщения по следующим вопросам:

1.     Выступление 1-ученика «История изобретения лампы накаливания»

      СЛАЙДЫ 5 ,6                                           

История изобретения лампы накаливания.

На этот вопрос, заданный в разных странах, можно получить абсолютно различный ответ. Американцы с присущей им самоуверенностью будут доказывать, что это изобретатель первой лампы накаливания – их земляк Эдисон, получивший патент на свое изобретение в 1880 году. Французы назовут русского ученого Яблочкова: при помощи его изобретения начали освещать площади и театры столицы этой страны. СЛАЙД  8,                       

 Возможно, кто-то вспомнит Лодыгина – изобретателя из Петербурга, лампами которого в 1873 году начали освещать улицы города. Скорее всего, будут и другие ответы: все зависит от осведомленности человека в этом вопросе.

Но самое удивительное то, в этом случае все будут правы. Как такое возможно?

С изобретением электричества (открытием электрического тока), научные открытия последовали одни за другими. Причём делали их совершенно разные ученые и изобретатели, и в совершенно разных странах. Постепенно электротехника выделилась в отдельную науку (изначально всё это относилось к физическим явлениям).

Началом разработок и поисков решений для изобретения электрической лампочки стало получение русским академиком Петровым в 1802 году электрической дуги, от мощнейшей на то время электрической батареи. В свою очередь, создание этой батареи стало возможно благодаря изобретению химического источника энергии – гальванического элемента, который в свою очередь создал итальянец Вольт. Таким образом, одно изобретение порождало другие открытия, которые, в свою очередь, давали начало новым идеям и опытам.

К середине 19 века многие ученые и изобретатели проводили эксперименты по получению устойчивого и долговечного свечения. Разнообразие идей привело к тому, что выделилось три направления разработок. Отдельные ученые пытались усовершенствовать дуговую электрическую лампу, другие бились над лампой накаливания, третьи – работали с газоразрядными источниками.

Все же самой перспективной в плане освещения считалась электрическая дуга: именно на этом направлении велось большинство исследований и проводились различные опыты. Однако все исследователи столкнулись с одинаковой проблемой: между электродами яркая, и устойчивая дуга образуется при определенном расстоянии между ними. Большинство опытов проводилось при помощи угольных электродов, которые достаточно быстро прогорали и дуговое расстояние постоянно менялось.

Требовался автоматический регулятор. Предлагались различные варианты, но у всех был один недостаток: на каждую электрическую лампу накаливания необходим был отдельный источник питания. Большой прорыв в этом направлении в 1856 году совершил изобретатель Шпаковский: ему удалось собрать установку из 11 дуговых ламп, которые работали в одной цепи от единственного источника питания.

Через 13 лет, в 1869 году Чиколев придумал, и в то же время успешно опробовал дифференциальный регулятор для дуговых ламп. Это изобретение (в усовершенствованном виде) с успехом применяется в мощных установках и сегодня. Примером может послужить его применение в морских прожекторах и на маяках.

2.     Выступление 2-го ученика «Прорыв Яблочкова»

 СЛАЙД  9  

ПРОРЫВ ЯБЛОЧКОВА

В середине второй половины 19 века в лавине технических прорывов новых изобретений наступило относительное затишье. Изобретатели и создатели электротехники по-прежнему не могли решить главную проблему: неравномерность сгорания угольных электродов. Также не был найден эффективный и компактный регулятор. Но, стоит отметить, были и определенные достижения: электроды помещались в стеклянную колбу, что давало им определенную защиту от механического и атмосферного воздействия.

Как это часто бывает с великими изобретениями, помог необычный случай. Находясь в крайней степени задумчивости над решением этой проблемы, Яблочков сделал заказ официанту и задумчиво смотрел, как тот расставляет тарелки и столовые приборы. Каково же было удивление официанта, когда солидный господин внезапно вскочил и, бормоча что-то под нос, выбежал из кафе. Возможно, он так и не узнал, что поневоле стал соавтором революционного решения, которое сдвинуло с мертвой точки изобретение эффективной лампочки.

Дело в том, что до этого времени все исследователи размещали электроды в колбе горизонтально, что приводило к неравномерности образования дуги между ними. При взгляде на параллельно лежащие столовые принадлежности, Яблочкова осенило: именно так нужно размещать электроды. В этом случае расстояние между ними будет одинаковым: потребность в регуляторах просто отпадает сама собой.

Конечно, до окончательного решения проблемы было еще очень далеко, но было совершено главное: был получен новый толчок изобретательской мысли и сломлен барьер многолетнего топтания на месте.

Далее события опять приобрели ускорение, и решения последовали одно за другим:

·         Прежде всего, создатели электротехники столкнулись с новой проблемой: параллельно расположенные стержни начали гореть по всей длине: дуга все время скатывалась к токоподводящим клеммам. Проблему удалось решить только после размещения между электродами изоляционной прокладки. После многочисленных опытов в этом качестве лучшим был признан каолин: он равномерно плавился с электродами;

·         Следующая проблема, с которой столкнулась команда Яблочкова. Стоял вопрос: как зажечь электроды? Решением стала угольная перемычка, располагаемая сверху лампы, которая при подаче тока сгорала, создавая дугу;

·         Проблему неодинакового истончения электродов решили созданием положительного стержня более толстым по сравнению с отрицательным. Полностью решить этот вопрос смогло лишь использование переменного тока.

В 1876 году представленная на выставке, которая проводилась в английской столице, свеча Яблочкова имела достаточно простую конструкцию: два вертикально расположенных электрода давали яркий и мягко-матовый свет. Через год после выставки создается акционерное общество, занимающееся вопросом изучения электроосвещения, на основе исследований и достижений Яблочкова.

Также за эти два года были получены необходимые патенты, чтобы во Франции началось производство свечей Яблочкова, которые в Европе получили название «русский свет». Также был налажен выпуск электрических генераторов, которые и питали первую серийно выпускавшуюся лампочку.

3.     Выступление 3-го ученика «История лампы накаливания»

ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ

Практически параллельно с этим продвигались изобретения и исследования с лампами накаливания. Всемирную известность получил Эдисон: считается, что именно он придумал первую лампу, работающую по принципу нити накаливания. Все это немного не соответствует действительности. Как и в предыдущем случае, работы велись разными учеными, в различных уголках земного шара. Каждое новое открытие и достижение продвигало на шаг вперед всех изобретателей.

Эксперименты с электротоком начались сразу после его открытия. Уже в начале 19 века проводились опыты с накаливанием различных проводников. Целью применения данной методики для освещения задался в 1844 году изобретатель Де-Молейн. Для накаливания он использовал платиновую проволоку, которую размещал внутри стеклянной колбы. Однако такая проволока быстро расплавлялась. В 1845 году английский ученый Кинг предложил заменить платину угольными стержнями.

Сообщение 4-го ученика

Энергосберегающие лампы

СЛАЙД  11,12                       

В 1809 году англичанин Уоррен де ла Рю создал первую лампу накаливания (с платиновой спиралью). В 1838 году бельгиец Марцеллин Джобард изобретает угольную лампу накаливания. СЛАЙД  13   В 1854 году немец Генрих Гёбель разработал первую «современную» лампу - обугленную бамбуковую нить в вакуумированном сосуде. В последующие 5 лет он разработал то, что многие называют первой практичной лампой. В 1860 году английский химик и физик Джозеф Уилсон Суон СЛАЙД  14,15   продемонстрировал первые результаты и получил патент, однако трудности в получении вакуума привели к тому, что лампа Суона работала недолго и неэффективно.

4.     Выступление 4-го ученика «История изобретения разных  ламп накаливания»

1.     Первая американская коммерческая лампа с вольфрамовой спиралью.

СЛАЙД  16,                     

11 июля 1874 года российский инженер Александр Николаевич Лодыгин получил патент за номером 1619 на нитевую лампу. В качестве нити накала он использовал угольный стержень, помещённый в вакуумированный сосуд.

СЛАЙД  17,18                      

В 1875 году В. Ф. Дидрихсон усовершенствовал лампу Лодыгина, осуществив откачку воздуха из неё и применив в лампе несколько волосков (в случае перегорания одного из них, следующий включался автоматически).

СЛАЙД  19,20               

Английский изобретатель Джозеф Уилсон Суон получил в 1878 году британский патент на лампу с угольным волокном. В его лампах волокно находилось в разряженной кислородной атмосфере, что позволяло получать очень яркий свет.

СЛАЙД  21,22                    

Во второй половине 1870-х годов, американский изобретатель Томас Эдисон проводит исследовательскую работу, в которой он пробует в качестве нити различные металлы. В 1879 году он патентует лампу с платиновой нитью. В 1880 году он возвращается к угольному волокну и создаёт лампу с временем жизни 40 часов. Также, Эдисон изобрёл бытовой поворотный выключатель. Несмотря на столь непродолжительное время жизни, его лампы вытесняют использовавшееся до тех пор газовое освещение.

2.     Первые лампы накаливания.

3.     В 1890-х годах А. Н. Лодыгин изобретает несколько типов ламп с нитями накала из тугоплавких металлов. Лодыгин предложил применять в лампах нити из вольфрама (именно такие применяются во всех современных лампах) и молибдена и закручивать нить накаливания в форме спирали. Он предпринял первые попытки откачивать из ламп воздух, что сохраняло нить от окисления и увеличивало их срок службы во много раз. Первая американская коммерческая лампа с вольфрамовой спиралью впоследствии производилась по патенту Лодыгина. Также им были изготовлены и газонаполненные лампы (с угольной нитью и заполнением азотом)

СЛАЙД  23                  

4.     В конце 1890-х годов появились лампы с нитью накаливания из окиси магния, тория, циркония и иттрия (лампа Нернста) или нить из металлического осмия (лампа Ауэра) и тантала (лампа Больтона и Фейерлейна). В 1904 году венгры д-р Шандор Юст и Франьо Ханаман получили патент за № 34541 на использование в лампах вольфрамовой нити. В Венгрии же были произведены первые такие лампы, вышедшие на рынок через венгерскую фирму Tungsram в 1905 году.В 1906 году Лодыгин продаёт патент на вольфрамовую нить компании General Electric.

СЛАЙД  24                   

5.     В том же 1906 году, в США, он построил и пустил в ход завод по электрохимическому получению вольфрама, хрома, титана. Из-за высокой стоимости вольфрама патент находит только ограниченное применение. В 1910 году Вильям Дэвид Кулидж изобретает улучшенный метод производства вольфрамовой нити. Впоследствии вольфрамовая нить вытесняет все другие виды нитей.

6.     Остающаяся проблема с быстрым испарением нити в вакууме была решена американским учёным, известным специалистом в области вакуумной техники - Ирвингом Ленгмюром, который, работая с 1909 года в фирме «General Electric», ввёл в производство наполнение колбы ламп инертными, точнее тяжёлыми благородными  газами (в частности аргоном), что существенно увеличило время их работы и повысило светоотдачу.

      КПД И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

7.     Почти вся подаваемая в лампу энергия превращается в излучение. Потери за счёт теплопроводности и конвекции малы. Для человеческого глаза,  доступен только малый диапазон длин волн этого излучения. Основная часть излучения лежит в невидимом инфракрасном диапазоне и воспринимается в виде тепла.

           Зарядка для ума

1.Найди ошибку      СЛАЙД  27

2.Переведи единицы измерения    СЛАЙД  28                   

3.Найди соответствие между буквенными обозначениями и физическими величинами     СЛАЙД  29

3.Основное содержание урока СЛАЙД  30,31,32,33,34,35,36           

1.Раздаем каждому ученику лист бумаги А4 с напечатанным текстом лабораторной работы.

2.Включаем ноутбук.

3.Открываем интерактивную лабораторную работу  Измерение мощности и работы тока в электрической лампочке

4.Выпоняем интерактивную лабораторную работу

5.При выполнении работы каждый ученик работает самостоятельно.

6. Результаты измерения записываем в таблицу и делаем расчеты работы и мощности тока в лампе.

I –сила тока,           А	U-напряжен.,          В	T- время, с	P- мощность тока, Вт	A-работа тока, Дж

I –сила тока,          А

U-напряжение.,     В

T- время,                 с

P- мощность тока, Вт

A-работа тока,       Дж

Сделать вычисления по формулам P=J*U

A=J*U*t=P*t, t = 5 мин =300 с.

Вывод: Мы решили экспериментальную задачу.

Задача: Какое количество электрической энергии потребляет холодильник за сутки,и за 1 месяц работы. Какова стоимость этой электроэнергии, если ее тариф 1,76 руб/кВт?»

Решение:

А =Р t =0,16кВт*24час = 3,84 кВт•час

Стоимость = тариф *А =

=3,07руб/кВт•час•3,84кВт=6,76 руб

Стоимость за месяц А=Pt=0.16 кВт•час 24*30=115,2 кВт•час

       А=1,76руб/кВт•час•115,2кВт=202,75 руб

Ответ: за сутки холодильник потребляет электроэнергию на сумму 6 рублей 76 копеек,а за месяц 202,75 руб.

4. Подведение итогов. Сегодня на уроке вы научились измерять и рассчитывать работу и мощность тока, а так же определять стоимость потраченной электрической энергии. Эти знания обязательно пригодятся вам в жизни.

5. Домашнее задание: параграфы № 50-51

Начало формы

Конец формы

R

• 1 слайд

  Урок физики в 8 классе
  История изобретения лампы накаливания.
  Выполнение интерактивной лабораторной работы
  «Измерение мощности и работы тока в электрической лампочке.»
  1
  

• 2 слайд

  Цель урока: выработать умения расчета работы и мощности тока, закрепить навыки работы с интерактивной лабораторной работой.
  Образовательная:
  вычисление работы и мощности электрического тока, используя показания амперметра, вольтметра и часов, продолжение формирования практических навыков измерения напряжения и силы тока.
  
  
  
  2
  

• 3 слайд

  Развивающиеся:
  развить умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов;
  продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки.
  3
  

• 4 слайд

  Воспитательная:
  развить познавательный интерес к физике.
  
  4
  

• 5 слайд

  5
  

• 6 слайд

  6
  

• 7 слайд

  7
  

• 8 слайд

  8
  

• 9 слайд

  9
  

• 10 слайд

  10
  

• 11 слайд

  11
  Уоррен де ла Рю
  

• 12 слайд

  12
  

• 13 слайд

  13
  

• 14 слайд

  14
  

• 15 слайд

  15
  

• 16 слайд

  16
  

• 17 слайд

  17
  

• 18 слайд

  18
  

• 19 слайд

  19
  

• 20 слайд

  20
  

• 21 слайд

  21
  

• 22 слайд

  22
  

• 23 слайд

  23
  

• 24 слайд

  24
  

• 25 слайд

  25
  

• 26 слайд

  Обычная электрическая лампочка живет всего-то около 1000 часов!..
  26
  

• 27 слайд

  Найди ошибку:
  I =P/R
  U = A/Р
  P = А/t
  P = I*R
  A = U*q
  A = I*R*t
  
  
  
  
  Переведи единицы измерения:
  1кВт = Вт
  1МВт = Вт
  1мВт = Вт
  1МОм = Ом
  
  27
  

• 28 слайд

  Переведи единицы измерения:
  
  1кВт = Вт
  1МВт = Вт
  1мВт = Вт
  1МОм = Ом
  
  28
  

• 29 слайд

  Найди соответствие между
  буквенными обозначениями и физическими величинами
  
  1. I 1.заряд.
  2. q 2.сила тока.
  3. А 3. мощность.
  4. Р 4. работа.
  5. t 5.время
  
  29
  

• 30 слайд

  Лабораторная работа № 7
  «Измерение мощности и работы тока в электрической лампе»
  30
  

• 31 слайд

  31
  

• 32 слайд

  Цель : Научиться определять мощность и работу тока в лампе, используя амперметр, вольтметр и часы.
  
  Оборудование: Источник питания, низковольтная лампа, вольтметр, амперметр, ключ, соединительные провода, часы.
  
  
  
  32
  

• 33 слайд

  Отчет о выполнении лабораторной
  работы должен содержать:
  
  
  номер работы
  название работы
  цель работы
  приборы и материалы
  ход работы
  вывод
  
  33
  

• 34 слайд

  Схема электрической цепи
  
  34
  

• 35 слайд

  Таблица для измерения результатов
  
  35
  

• 36 слайд

  Провести расчеты
  работы и мощности:
  
  
  Р=UI
  
  A=IUt
  36
  

• 37 слайд

  Домашнее задание
  
  Выполнить мини-проекты по теме:
  
  «История электрического освещения»
  
  «История лампы накаливания»
  
  «Электронагревательные приборы у
  меня дома»
  
  37
  

• 38 слайд

  Рефлексия
  38
  

• 39 слайд

  Решать загадки можно вечно.
  Вселенная ведь бесконечна.
  Спасибо всем нам за урок,
  А главное, чтоб был он впрок !!!
  
  39