Сабақ жоспары "Тербелмелі контурдағы электромагниттік тербелістер" 11 сынып

Сабақтың мерзімі:

Сабақтың  түрі:    Жаңа сабақ.

Сабақтың мақсаты: 

Білімділік: тербелмелі контурдағы электромагниттік тербелістер 

Тәрбиелік: оқушыларды адамгершілік, сыйластық, кішіпейілділік қасиеттеріне тәрбиелеу.

Дамыту: өткен материалдармен байланыстыра отырып, жаңа сабақты түсіндіру.

кезең	Кезеңнің аты	Берілетін уақыт (мин)
І	Ұйымдастыру	5
ІІ	Жаңа сабақ	20
ІІІ	Жаңа сабақты бекіту	15
ІV	Үйге тапсырма	3
V	Баға қою	2

Сабақ барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі:

Амандасып, оқушылармен танысу, оқушылардың тізімін алу және сыныпта жоқ оқушыларды түгендеу.  .

       ІІ. Жаңа сабақ

Тақырыбы : «тербелмелі контурдағы электромагниттік тербелістер»

Практикалық маңызы жағынан алғанда, электр құбылыстарының ішінде электромагниттік тербелістердің орны ерекше. Барлық электро- техника мен радиотехника құралдары электромагниттік тербелістер негізінде жұмыс істейді.

Механикалық және электромагниттік тербелістердің табиғаты әр түрлі болғанымен бір заңмен сипатталады.

Зарядтың, ток күшінің және кернеудің периодты өзгерісін электро- магниттпік тербелістер деп атайды. Электромагниттік тербеліс кезінде электр және магнит өрістері энергиясының бір-біріне периодты айналу процесі жүреді. Электромагниттік тербелістерді бақылау үшін электрондық осциллограф қолданылады.

 Тербелмелі контурдағы электромагниттік тербелістер

Электромагниттік тербелістерді алу үшін индуктивтігі L катушкамен тұйықталған сыйымдылығы С зарядталған конденсатордан тұратын тізбек пайдаланылады. Осындай электр тізбегі тербелмелі контур деп аталады. Тербелмелі контурда пайда болатын электромагниттік тербелістердің негізгі заңдылықтарын тағайындау үшін кедергісі нөлге тең идеал тербелмелі контурды қарастырайық (1.1-сурет).

1.2  сурет

1.1  сурет

Алдымен, конденсаторды тұрақты ток көзіне қосып, зарядтап алайық (1.2-суретте кілт 1-жағдайда). Сонда конденсатордың астарларында заряд жинақталып, онда энергиясы        электр өрісі пайда болады. Енді кілтті 2-жағдайға әкеліп, зарядталған конденсаторды катушкамен тұйықтайық (1.2-сурет, 2-жағдай).

Катушка арқылы ток жүріп, конденсатор разрядтала бастайды (1.3, а-сурет).

Токтың өсуімен катушкадағы магнит өрісінің индукциясы да артады, сондықтан контурда өздік индукция электр қозғаушы күші пайда болады. Ленц ережесі бойынша өздік индукция тогы контурда өсіп келе жатқан конденсатордың разрядталу тогына қарама-қарсы бағытталады (1.3, ә-сурет). Бұл разрядталу тогының өсу жылдамдығын азайтады. 1.4-суретте разрядталу тогының уақытқа тәуелділік графигі кескінделген. Ток күші артқан сайын катушкадағы магнит өрісінің энергиясы  артады да, ал конденсатордың электр өрісінің энергиясы  кемиді. Контурдағы электромагниттік өрістің толық энергиясы W тұрақты болып қалады, мұндағы і — ток күшінің лездік мәні.

Конденсатор разрядталғанда ток күшінің және оған сәйкес магнит өрісі индукциясының өсуі де баяулайды. Конденсатор толық разрядталған мезетте өздік индукция электр қозғаушы күші (ЭҚК) нөлге айналады, ал ток күші мен магнит өрісінің индукциясы ең үлкен мәніне ие болады. Бұл мезетке 1.3, б-сурет және 1.4-суреттегі 1-нүкте сәйкес келеді. Осы кезде магнит өрісінің энергиясы  максимал, ал электр өрісінің энергиясы  нөлге тең, мұндағы І_m — ток күшінің амплитудасы.

Бұдан соң ток күші және онымен бірге катушканың магнит өрісі кеми бастайды да, контурда өздік индукция электр қозғаушы күші пайда болады. Өздік индукция тогы контурдагы токпен бағыттас, себебі Ленц ережесі бойынша ол азайып келе жатқан токты күшейтеді (1.3, в-сурет және 1.4-суреттегі 1—2-бөлік).

1.4  сурет

Конденсатор қайта зарядтала бастайды. Ток күшінің азаюы артады, оған сәйкес өздік индукция ЭҚК-і өседі де, ток күші нөлге тең болған мезетте электр қозғаушы күші максимал мәнге ие болады (1.3, г-сурет және 1.4-суреттегі 2-нүкте). Конденсатор толық зарядталып, оның энергиясы  ең үлкен мәніне жетеді, ал магнит өрісінің энергиясы нөлге айналады.

Бұдан соң процесс кері бағытта қайталанып, тағы жарты период өткенде жүйе алғашқы күйге қайтып оралады (1.4-суреттегі 4-нүкте).

Электромагниттік тербелістер кезінде контурда электр өрісінің энергиясы магнит өрісінің энергиясына және керісінше периодты түрде айналып отырады.

Идеал тербелмелі контурда энергия шығыны болмайды, сондықтан тербелістер өшпейді. Толық энергия сақталады және кез келген мезетте ол мынаған тең:

W   =

ІІІ. Жаңа сабақты бекіту

Есеп шығару үлгісі

Есеп. Тербелмелі контур сыйымдылығы С=10 ⁵ Ф конденсатор мен индуктивтігі L = 0,2 Гн катушкадан тұрады. Конденсаторды U_m =2 В кернеуге дейін зарядтаған соң, ол разрядтала бастайды. Катушканың магнит өрісінің энергиясы конденсатордың электр өрісінің энергиясына тең болған мезетте контурдағы ток күші қандай? Контурдың кедергісі нөлге тең.

  1.1.1 (жауабы  1 А),  1.1.2 (жауабы  316 В), 1.1.3  (жауабы  600 В),  есептерін шығару.

ІV. Үйге тапсырма: 1.1§, 1.1.6 есеп.

         V. Баға қою