Ток күші Амперметр. Электр кернеуі. Вольтметр

8^ә сынып                                            

Сабақтың тақырыбы: Ток күші Амперметр. Электр кернеуі. Вольтметр.

Сабақтың мақсаты:

1/ Оқушылар ток күші, электр кернеуі туралы толық мағлұмат алады.                                 

 2/ Электр тізбегін құрастыра біледі және  ток күшін, кернеуді өлшейтін құралдармен танысады.

3/Ойды жинақтап айту мен уақытты үнемдеуге үйрету.

Сабақтың формасы: топтық, жекелей

Сабақтың әдіс-тәсілдері: ойын түрінде

Сабақтың көрнекіліктері: Эдисон физикасы, физикалық құралдар/Амперметр, Вольтметр/ үлестірме қағаздар.

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі:

1/ Сәлемдесу, отырғызу, түгендеу.

2/ Өтілу жоспарымен таныстыру

1/  «Білгенге маржан»              /Үй тапсырмасын сұрау/

2/  «Білімді мыңды жығар»    /Жаңа сабақты түсіндіру/

3/  «Ойнайық та, ойлайық».  а/  Семантикалық картамен жұмыс

                                                     б/ «Кім жылдам?» /Схема құру/

                                                     в/ «Тапқыр болсаң, шешіп көр». /Есептер шығару/

ІІ.  «Білгенге маржан»   /Үй тапсырмасын сұрау/

1.       Электр тогы дегеніміз не?

2.       Электр тогы пайда болу және ұзақ сақталу үшін қажетті және жеткілікті шарттарға не жатады?

3.       Қандай құрылғыларды ток көздері деп атайды?  

4.       ЭҚК деп нені айтады? Формуласы

ІІІ.  Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою. 

Бүгінгі сабағымызда ток күші мен электр кернеуімен танысамыз..

ІV.  «Білімді мыңды жығар» /Жаңа сабақты түсіндіру/

Ток күші

Ғалымдар ток әсерін өз денесінен өткізіп байқайтын кездерден бері көп уақыт өтті. қазір ол үшін амперметр деп аталатын құралдар қолданылады.

Амперметр – ток күшін өлшеуге арналған құрал. Ток күші дегеніміз не?

21, б-суретті қарайық. Онда электр тогы бар кезде зарядталған бөлшектер өтіп жатқан өткізгіштің көлденең қимасы көрсетілген. Металл өткізгіште бұндай бөлшектер электрондар болып табылады. өткізгіш бойымен қозғалу процесінде элетрондар заряд тасымалдайды. Электрондар неғұрлым көп болса жєне олардың жылдамдығы жоғары болса, онда олар бірдей уақыт аралығында көбірек заряд тасымалдайды.

өткізгіштің көлденең  қимасынан 1с ішінде қандай заряд өтетінін көрсететін физикалық шама ток күші деп аталады. өкізгіштің көлденењ қимасынан t = 2 с ішінде ток тасымалдаушы бөлшектер q = 4 Кл заряд тасымалдасын. Олардыњ 1с-та тасымалдайтын заряды 2 есе аз. 4 Кл-ды 2 с-ќа бµліп, 2 Кл/с аламыз. Осы ток к‰ші. Ол І әрпімен белгіленеді: I — ток күші.

Сонымен І – ток күшін табу үшін µткізгіштіњ көлденең қимасынан t уақыт ішінде өткен q – электр зарядын осы уақытќа бөлу керек      :

Ток күшінің бірлігі француз ғалымы А. М. Ампердің (1775–1836) құрметіне  ампер [A]  деп аталған. Бұл бірліктің анықталу негізіне токтың магниттік әсері жатады.  Біз оны қарастырмаймыз.

Егер ток күші  І  белгілі болса,  онда t-уақыт  ішінде өткізгіштің  көлденең  қимасынан өткен  q-зарядты табуға болады. Ол үшін ток күшін уақытқа көбейту керек:  q = It.

Алынған өрнектен электр зарядының бірлігі – кулон [Кл] анықталады: 1 Кл = 1 А · 1 с = 1 А · с.

Ток күші 1А болғанда өткізгіштің көлденең қимасынан 1с ішінде өткен заряд – 1 Кл.

Іс жүзінде ток күшінің  амперден басқада туынды бірліктері қолданылады. Мысалы: миллиампер (мА) және микроампер (мкА):  1 мА = 0,001 A, 1 мкА = 0,000001 А. Айтып кеткеніміздей ток күшін амперметрмен (сондай-ақ, милли- және микроамперметрлермен) өлшейді. Жоғарыда, айтылған демонстрациялық  гальвонометр қарапайым микроамперметр болып табылады. Амперметрдің  құрылысы  әр түрлі болады. Мектепте демонстрациялыќ тәжірибеге арналған амперметр 28-суретте берілген. Осы суретте оның шартты белгісі де (ішінде “A” – латын әрпі бар дөңгелек) көрсетілген.

Басқа да өлшеуіш құралдар сияқты амперметрді тізбекке қосқанда өлшенетін шамаға әсері елеулі болмау керек. Сондықтан, амперметр тізбекке қосылғанда ток күші өзгермейтіндей етіп жасалады. Техникада қолданылуына қарай шкалаларының бөлік құны әр түрлі амперметрлер қолданылады. Амперметр шкаласынан оның  қандай ең үлкен ток күшін өлшей алатындығы көрінеді. Ток күші көбірек тізбекке құралды қосуға болмайды, ол күйіп кетуі мүмкін.

Амперметрді қосу үшін тізбекті үзіп, өткізгіштің бас ұштарын құрал  клеммаларына қосады. Мына ережелерді орындау керек:

1) амперметрді ток күшін  өлшейтін тізбек элементімен тізбектей қосу қажет;

2) амперметрдің «+» таңбалы клеммасына ток көзінің оң полюсынан келетін өткізгішті, «–» — таңбалы клеммасына теріс полюстан келетін өткізгішті қосу керек.

Амперметрді тізбекке зерттелетін элементтің  қай жағынан (оң немесе сол) қосса да бәрібір. Бұған тєжірибеде көз жеткізуге болады (29-cурет). Лампадан өтетін ток күшін өлшегенде амперметрлердің екеуі де (оң және сол жақтағы) бірдей мән көрсетіп тұр.

Электр кернеуі

Біз электр тогы зарядталған бөлшектердің бағытталған қозғалысы екенін білеміз. Бұл қозғалысты осы кезде жұмыс жасайтын электр өрісі тудырады. Токты тудыратын электр өрісінің жұмысын ток жұмысы деп атайды:

А — ток жұмысы. Бұл жұмыс тізбектің әр бөлігінде әр түрлі, бірақ ол сол бөліктерден өтетін зарядқа пропорционал. Тізбек бөлігінде заряд тасымалдауға жұмсалатын ток жұмысының мөлшерін көрсететін физикалық шаманы осы бөліктің  электрлік кернеуі (немесе жай кернеу) деп атайды.  Тізбек бөлігінде  q = 2 Кл зарядты тасымалдау   үшін  А = 10 Дж жұмыс жасалсын. 1 Кл зарядты тасымалдау  үшін  жұмсалатын жұмыс 2 есе аз болар еді. 10 Дж — ды 2 Кл-ға бөліп 5 Дж/Кл аламыз. Осы тізбек бөлігінің кернеуі болып табылады. Кернеуді U әрпімен белгілейді. U — кернеу. Сонымен, тізбек бөлігінің U кернеуін табу үшін  А — ток  жұмысын  осы  бөліктен өтетін  q — зарядқа бөлу     у керек:

Ең алғаш ток көзін жасаған А. Вольтаның  құрметіне кернеу бірлігі ретінде  вольт [В]   алынған. 1 В — бұл электр өрісі тізбек бөлігінде 1 Кл зарядты тасымалдауға 1 Дж жұмыс жасайтын кернеу. Егер тізбек бөлігінің кернеуі 10 В болса, онда тізбек бойымен 1 Кл зарядты тасымалдау үшін 10 Дж жұмыс жасалады. Іс жүзінде вольттан басқа (еселік және бөліктік) кернеу бірліктері де қолданылады. Мысалы, киловольт жєне милливольт: 1 кВ = 1000 В, 1 мВ = 0,001 В.

Кернеуді өлшейтін   құрал  вольтметр деп аталады. Вольтметрлердің құрылымы әр түрлі. Демонстрациялық мектеп вольтметрі 30-суретте кескінделген. Осы суретте оның  шартты белгісі де келтірілген. Тізбекке вольтметрді  қосқанда мынадай ережелерді орындау қажет:

1) вольтметр клеммаларын арасындағы кернеуді өлшеу қажет болатын тізбек нүктелеріне қосу керек (керекті тізбек бөлігіне параллель);

 2) вольтметрдің  «+»   таңбалы клеммасын ток көзінің оң полюсін жалғанған тізбек нүктесіне, ал «–» таңбасы клеммасын ток көзінің теріс полюсі жалғанған нүктеге қосылады.

Егер ток көзінің кернеуін өлшеу керек болса, онда вольтметрді оның қысқыштарына тікелей жалғайды (31-сурет). Басқа жағдайларда, мысалы кернеуін өлшегенде 32-суретте көрсетілгендей қосу керек.

V. Ойнайық та, ойлайық.Қатесін маған тауып бер

Физика лық шама	Белгіленуі	Формуласы	Өлшем бірлігі	Өлшейтін құрал
Ток күші	I		Ампер	Амперметр
Кернеу	U		Вольт	Вольтметр
Электр заряды	q		Кулон
Жұмыс	А		Джоуль
Уақыт	t		Секунд	Сағат
ЭҚК	ᵋ		Вольт

1-есеп:

      1 сағатта 25 Кл заряд өту үшін өткізгіштегі ток күші қандай болу керек?

Бер:    t=1 сағ         формуласы:         шешуі:  t=1сағ=

            q=25 Кл                        I=25Кл/

 т/к:      I =?

                               Жауабы:  I =?

2-есеп:

Аккумуляторда- ғы 0,25Кл заряд орын ауыстырғанда 0,7Дж жұмыс жасалса, онда аккумулятор полюстеріндегі  кернеу қандай?

3-есеп:

Ток күші 0,5 А болғанда, 7,7 Кл зарядты тасымалдау қанша уақытқа созылады?

VII. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §36. 37. 5-есеп