Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Физика / Конспекты / Разработка занятия по физике "Конденсаторы"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Физика

Разработка занятия по физике "Конденсаторы"

библиотека
материалов

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ «КРАСНОДАРСКИЙ КОЛЛЕДЖ ЭЛЕКТРОННОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»






Разработка открытого занятия по физике с использованием

информационно-коммуникативных технологий.


Тема: «Электроемкость. Конденсаторы.

Энергия заряже6нного конденсатора.

Соединение конденсаторов в батарею».


hello_html_m482bf83a.jpg


Преподаватель физики:

Э.В.Григорова






г. Краснодар 2015 г.

Тема урока: «Электроемкость. Конденсаторы и их соединения. Энергия электрического поля».

Тип занятия: комбинированный.

Вид занятия: изучение и закрепление новых знаний.

Цели занятия:

1. Обучающая:

- Формировать представление о материальности электрического поля;

- ввести понятие электроемкости;

- ввести понятие конденсатора, его видов, их соединения;

- ввести понятие энергии электрического поля.

2. Развивающая:

- развивать представление о физической картине мира;

- развивать познавательную и творческую активность студентов;

- развивать интерес и мотивацию студентов к изучению физики;

- развивать логическое и абстрактное мышление при решении задач.

3. Воспитательная:

- продолжить формировать научное мировоззрение, систему взглядов на мир и технический прогресс;

- формировать интерес к познанию законов природы и их применению.

Материально-техническое обеспечение занятия.

  • компьютер;

  • мультимедийный проектор;

  • презентация, созданная средствами Microsoft Office PowerPoint 2003;

  • различные виды конденсаторов;

  • стенд «Конденсаторы»;

  • электрофорная машина.

Актуальность использования ИКТ на занятии:

  • наглядность;

  • небольшие затраты времени на объяснение;

  • новизна представления информации;

  • оптимизация работы учителя при подготовке к занятию;

  • установление межпредметных связей;

  • привлечение студентов к представлению практической стороны рассматриваемого занятия;

  • возможность показа опытов в записи, проведенных студентами при подготовке к занятию.

Знания, умения и навыки, формируемые на занятии:

  • Знать понятия электроемкости, конденсатора, характеристики конденсаторов, соединения конденсаторов в батарею.

  • Уметь применять формулы электроемкости и энергии конденсаторов для решения задач.

  • Уметь читать схемы с последовательным и параллельным соединением конденсаторов.

  • Умение анализировать условие задачи.

  • Умение обобщать и делать выводы.

  • Умение применять полученные знания в измененной ситуации.

  • Умение выполнять самоанализ, самооценку, самоконтроль и взаимопроверку.

Средства обучения:

инновационные – презентация «Электроемкость. Конденсаторы и их соединения. Энергия электрического поля»;

печатные - карточки с заданием;

ТСО – компьютер, мультимедийный проектор, телевизор, видеомагнитофон.

Организационные формы и методы обучения.

Традиционные: вводная беседа, лекция с элементами беседы, беседа при подведении итогов урока, практическая работа с элементами учебного исследования.

Инновационные: исследовательский метод.

План занятия.

I. Организационный момент.

II. Физический диктант.

III. Изучение нового материала.

1. Понятие о конденсаторе.

2. История создания конденсаторов.

3. Свойства конденсаторов.

4. Виды конденсаторов.

5. Характеристики конденсаторов.

6. Обозначение конденсаторов на схемах.

7. Энергия заряженного конденсатора.

8. Соединение конденсаторов в батарею.

9. Применение конденсаторов.

IV. Закрепление. Решение задач. Беседа по вопросам.

V. Итог занятия.

Ход занятия:

1. Организационный момент (3 мин.):

- проверка наличия студентов;

- проверка готовности аудитории (техника безопасности);

- готовность студентов к занятию (тетради, учебники).


2. Проверка знаний студентов (5 мин.):


- физический диктант – проверка ранее изученного (вариант 1 – нечетные вопросы; вариант 2 – четные вопросы);

1. В каких единицах измеряется напряжённость электрического поля?

2. В каких единицах измеряется электрический заряд?

3. Записать формулу закона Кулона для вакуума в СИ.

4. Записать формулу закона Кулона для среды в СИ.

5. Что такое электрическое поле?

6. Как называют поле неподвижных зарядов?

7. Каким образом связаны напряжение и напряжённость в однородном электрическом поле?

8. От каких величин зависит работа сил электрического поля?

9. Чему равна напряжённость поля точечного заряда?

10. Чему равна разность потенциалов между двумя точками заряженного проводника?

- фронтальный опрос:

1) проводники;

2) диэлектрики;

3) электрическое поле.

3. Новая тема.

Преподаватель. Приходилось ли вам сталкиваться с профессией мастера по ремонту телерадиоаппаратуры? Как вы думаете, чем он занимается?

О. Выявляет причины неисправности, осуществляет замену вышедших из строя деталей.

Преподаватель. Можете назвать эти детали?

О. Диоды, триоды, транзисторы, конденсаторы…

Преподаватель. Какие знания по физике нужны для работы телемастеру?

О. Устройство, назначение, принцип действия, правила включения приборов.

Преподаватель. С одной из радиодеталей познакомимся сегодня подробнее. Открыли тетради и записали тему нашего занятия.

Преподаватель. Слово ''конденсатор'' происходит от латинского слова condensare, что означает ''сгущение''. В учении об электрических явлениях этим словом обозначают устройства, позволяющие сгущать электрические заряды и связанное с этими зарядами электрическое поле.


Слайд

hello_html_112989f7.gif

Преподаватель. Простейший конденсатор состоит из двух проводников, разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами проводника.

После того, как было установлено разделение тел на проводники и непроводники, а опыты с электростатическими машинами получили широчайшее распространение, совершенно естественной была попытка «накопить» электрические заряды в каком-то стеклянном сосуде, который мог их сохранить.

Слайд

hello_html_67089976.gif

Среди многих физиков, занявшихся подобными экспериментами, наибольшую известность получил голландский профессор из г. Лейдена Мусхенбрук (Мушенбрек) (1692—1761 гг.).

Слайд



hello_html_54b684e9.gif



Зная, что стекло не проводит электричества, он (в 1745 г.) взял стеклянную банку (колбу), наполненную водой, опустил в нее медную проволоку, висевшую на кондукторе электрической машины, и, взяв банку в правую руку, попросил своего помощника вращать шар машины. При этом он правильно предположил, что заряды, поступавшие с кондуктора, будут накапливаться в стеклянной банке.

После того, как по его мнению, в банке накопилось достаточное количество зарядов, он решил левой рукой отсоединить медную проволоку. При этом он ощутил сильный удар, ему показалось, что «пришел конец». В письме Реомюру в Париж (в 1746 г.) он писал, что этот «новый и страшный опыт советую самим никак не повторять» и что «даже ради короны Франции он не согласится подвергнуться столь ужасному сотрясению».

Так была изобретена лейденская банка (по имени г. Лейдена), а вскоре и первый простейший конденсатор, одно из распространеннейших электротехнических устройств.

Опыт Мусхенбрука произвел подлинную сенсацию не только среди физиков, но и многих любителей, интересовавшихся электрическими опытами.

Независимо от Мусхенбрука в том же 1745 г. к созданию лейденской банки пришел и немецкий ученый Э.Г. Клейст. Опыты с лейденской банкой стали производить физики разных стран, а в 1746—1747 гг. первые теории лейденской банки разработали знаменитый американский ученый Б. Франклин и хранитель физического кабинета англичанин В. Уатсон. Небезынтересна отметить, что Уатсон стремился определить скорость распространения электричества, «заставив» его «пробежать» 12 000 футов.



Слайд.

hello_html_m51ea1289.gif



Слайд.



hello_html_m52913843.gif



Преподаватель. Такие лейденские банки стали прототипами электрофорной машины.

Электрофорная машина – самый удивительный прибор из демонстрационного оборудования школьного кабинета. Стоит обратить внимание ребят на то, что возникающие мощные электрические искры связаны со способностью конденсаторов быстро накапливать и отдавать значительный электрический заряд (энергию). Именно возможность получать мощные электрические разряды заставила ученых XVIII в. обратить внимание на лейденскую банку – простейший конденсатор.

Демонстрация.

Перед вами электрофорная машина. В результате трения банки машины заряжаются. Между металлическими шариками возникает разность потенциалов. С увеличением напряжения между проводниками может возникнуть пробой диэлектрика, проводники разряжаются.

Преподаватель. Какими же свойствами обладает конденсатор?

Преподаватель. Выслушаем два заранее подготовленных сообщения студентов о различных типах конденсаторов (о конденсаторах переменной ёмкости, технических бумажных и электролитических конденсаторах), их сравнительной характеристике, устройстве и применении.

1.Сообщение.

В зависимости от назначения конденсаторы имеют различное устройство. Технический бумажный конденсатор состоит из двух полосок алюминиевой фольги, изолированных друг от друга и от металлического корпуса бумажными лентами, пропитанными парафином. Алюминиевая фольга и бумажные ленты туго свёрнуты в пакет небольшого размера. Бумажный конденсатор, имея размеры спичечного коробка, обладает электроёмкостью до 10 мкФ (металлический шар такой же ёмкости имел бы радиус 90 км).

В радиотехнике широко применяют конденсаторы переменной электроёмкости. Такой конденсатор состоит из двух систем металлических пластин, которые при вращении рукоятки могут входить одна в другую. При этом меняется площадь перекрывающейся части пластин и, следовательно, их электроёмкость. Диэлектриком в таких конденсаторах служит воздух.

2.Сообщение.

Значительного увеличения электроёмкости за счёт уменьшения расстояния между обкладками достигают в так называемых электролитических конденсаторах. Диэлектриком в них служит очень тонкая плёнка оксидов, покрывающих одну из обкладок. Второй обкладкой служит бумага, пропитанная раствором специального вещества (электролита). При включении электролитических конденсаторов надо обязательно соблюдать полярность.

В слюдяных конденсаторах в качестве диэлектрика используют слюду, а обкладками служит металлическая фольга или тонкий слой металла, нанесённый непосредственно на слюду. Слюдяные конденсаторы устанавливают, главным образом, в электрических цепях высокой частоты.

В радиотехнике широкое распространение получили керамические конденсаторы, имеющие небольшие размеры, но обладающие хорошими электрическими свойствами. Конструктивно их выполняют в виде трубок или дисков из керамики, а обкладками служит слой металла, нанесённый на керамику.

Преподаватель. Основная классификация конденсаторов проводится по типу диэлектрика в конденсаторе. Тип диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: сопротивление изоляции, стабильность ёмкости, величину потерь и др.

Преподаватель. Кроме того, конденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости.

Преподаватель. В зависимости от назначения можно условно разделить конденсаторы на конденсаторы общего и специального назначения.

Конденсаторы общего назначения используются практически в большинстве видов и классов аппаратуры. Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические, пусковые и другие конденсаторы.

Преподаватель. Сегодня на занятии мы познакомимся с физической величиной, которая характеризует способность двух проводников накапливать электрический заряд. Эту величину называют – электроемкостью, обозначают буквой С.

Преподаватель. Формула нахождения электроемкости.

Слайд



hello_html_11165411.gif

Преподаватель. Единицы измерения электроемкости. 1Ф очень большая емкость. Если создать конденсатор емкостью в 1Ф, то пластины будут площадью примерно 100 км2 при расстоянии между ними в 1 мм. На принципиальных электрических схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно указывается в микрофарадах (1 мкФ = 106 пФ) и пикофарадах, но нередко и в нанофарадах.

Преподаватель. Так же установим, от каких величин она зависит, от каких не зависит.

hello_html_1ba0d0fe.gifhello_html_2cf2e247.gif



Преподаватель. Обозначение конденсаторов на схемах

В России условные графические обозначения конденсаторов на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74 либо международному стандарту IEEE 315-1975.



Слайд.



hello_html_m6ec83c82.gif

Преподаватель. Опыт показывает, что заряженный конденсатор содержит запас энергии. 

Преподаватель. Процесс зарядки конденсатора можно представить как последовательный перенос достаточно малых порций заряда Δq > 0 с одной обкладки на другую. При этом одна обкладка постепенно заряжается положительным зарядом, а другая – отрицательным.

Слайд

hello_html_4c8d3d28.gif


Преподаватель. По современным представлениям, электрическая энергия конденсатора локализована в пространстве между обкладками конденсатора, то есть в электрическом поле. Поэтому ее называют энергией электрического поля.

Преподаватель. Формулы, выражающие энергию заряженного конденсатора.

Слайд

hello_html_6679781f.gif



Преподаватель. Конденсаторы могут соединяться между собой, образуя батареи конденсаторов. Мушенбрук первый соединил лейденские банки в батарею, чтобы увеличить их суммарную емкость.

hello_html_m56b2dd81.gif

Преподаватель. При последовательном соединении одинаковыми оказываются заряды обоих конденсаторов: q1 = q2 = q, а напряжения на них равны. Такую систему можно рассматривать как единый конденсатор, заряженный зарядом q при напряжении между обкладками U = U1 + U2

При последовательном соединении конденсаторов складываются обратные величины емкостей.


Слайд


hello_html_m5370b519.gif

Преподаватель. При параллельном соединении конденсаторов напряжения на конденсаторах одинаковы: U1 = U2 = U, а заряды равны q1 = С1U и q2 = С2U. Такую систему можно рассматривать как единый конденсатор электроемкости C, заряженный зарядом q = q1 + q2 при напряжении между обкладками равном U.


  Таким образом, при параллельном соединении электроемкости складываются.

Слайд

hello_html_m4fbb4dc2.gif


Преподаватель. Формулы для параллельного и последовательного соединения остаются справедливыми при любом числе конденсаторов, соединенных в батарею.

Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники. Конденсаторы используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами, в частности, фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров и т. п.

Преподаватель. При быстром разряде конденсатора можно получить импульс большой мощности, например, в фотовспышках, и т. п.

Слайд


hello_html_1b1d304b.gif

Преподаватель. Так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно использовать в качестве элемента памяти или устройства хранения электрической энергии и т. п.

4. Закрепление, применение новых знаний, умений (16 мин.):

1. Студентам раздаются по одному комплекту конденсаторов на парту. За две минуты, чтобы они рассмотрели устройство конденсаторов и переписали в тетрадь величины их емкости и рабочего напряжения.


2. Перед вами конденсатор переменной емкости. Расположите пластины конденсатора так, чтобы электроемкость была максимальной, минимальной, уменьшилась вдвое.

Определите общую электроемкость, если С1 = С2 = 4мкФ при параллельном и последовательном соединении конденсаторов. (8 мкФ, 2 мкФ).


3. Вопросы:

- Что называют электрической емкостью?

- Чему равна емкость плоского конденсатора?

- Что такое конденсатор?

- С какими видами конденсаторов вы познакомились?

- Определите емкость на раздаточных конденсаторах.


4. Решение задач у доски на емкость конденсатора, соединение конденсаторов в батарею.

6. Заключительный этап занятия. (3 мин.):


Слайд


hello_html_m1901e39c.gif


Преподаватель. Прочитайте слова Конфуция и скажите, какой из путей приобретения знаний для вас самый приемлемый?

«Три пути ведут к знанию: путь размышления – это путь самый благородный, путь подражания - это путь самый легкий, и путь опыта – это путь самый горький».

/Студенты отвечают по-разному/

В ходе урока мы воспользуемся тремя путями, которые ведут к знаниям, по мнению философа.

- Не важно, каким путем человек получает знания, каждый индивидуален, важен результат.

Результат нашего урока - ваши приобретенные знания по теме: «Электроемкость. Конденсаторы и их соединения. Энергия электрического поля», и конечно заслуженные оценки. (Выставление оценок)

А теперь запишем домашнее задание:

Слайд


hello_html_m69a9a66b.gif







Литература:


1. Дмитриева В.Ф. Физика, М., изд. Центр «Академия», 2006.

2. Лансберг Г.С. Элементарный учебник физики, «Наука», 1995.

3. Жданов Л.С., Жданов Л.С. Физика, «Наука», 1981.

4. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника, «Академия», 2007.

5. Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники, «Академия», 2004.

6. Фриш С.Э., Тиморева А.В., Курс общей физики, «ФИЗМАТГИЗ», 1982.

7. Ландау Л.Д., Китайгородский А.И., Физика для всех, «Наука», 1974.

8. Элиот Л., Уилкокс У., Физика, М., «ФИЗМАТГИЗ», 1983.


15



Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 09.10.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров510
Номер материала ДВ-045089
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх