Конспект урока по физике "Короткое замыкание. Предохранители"

Тема урока «Короткое замыкание и предохранители»

 Цели урока: развивать умение применять знания в незнакомой ситуации; показать связь физики с повседневной жизнью; продолжить изучение правил обращения с электроприборами.

Формируем умения: наблюдать, сравнивать, анализировать, решать задачи.

Тип урока: изучение нового материала.

Оборудование: компьютер, проектор, презентация.

ПЛАН УРОКА

1. Организационный момент.

2. Изложение нового материала.

3. Закрепление изученного материала.

4. Домашнее задание.

5. Подведение итогов.

Ход урока

Здравствуйте.

Сегодняшний урок мы посвятим с вами еще одному вопросу, который вплотную связан с количеством теплоты, которая выделяется при протекании электрического тока по проводнику.

 Этот вопрос связан, в первую очередь, с нашей безопасностью. И можно сказать о том, что большинство того, что у нас происходит с электрическими цепями, это как раз следствие нарушения правил техники безопасности, связанной с протеканием электрического тока по электрическим цепям.

 Необходимо сказать, что электрические цепи в наших домах рассчитаны на определенную силу тока, и, если эта сила тока превышает определенное значение, то, конечно, электрические цепи достаточно сильно нагреваются.

 Итак, темой нашего сегодняшнего урока будут следующие вопросы.

В первую очередь это, конечно, короткое замыкание. Мы сегодня поговорим о том, что такое короткое замыкание.

И второе – как от этого короткого замыкания защититься, т.е. мы будем рассматривать вопрос, связанный с предохранителями.

 Тема нашего сегодня урока, таким образом, это «Короткое замыкание и предохранители».

Итак, возвращаемся к тому, что мы уже обсуждали. Это вопрос, связанный в первую очередь с тем, как протекает электрический ток по электрическим цепям. От чего может в первую очередь повыситься электрический ток в электрической цепи?

Мы знаем, что значение электрического тока характеризуется силой тока и, естественно, сила тока может увеличиваться в зависимости от источников тока. Как вы знаете, источник тока достаточно стабилен, он постоянен, и электрический ток в цепи уже может измениться только за счет того, что мы производим, что мы делаем с этой электрической цепью.

 Итак, что может произойти?

В первую очередь, конечно, сила тока, электрический ток увеличивается в цепи за счет того, что мы подключаем очень много потребителей параллельно друг другу в электрическую цепь к источнику тока. Вы знаете о том, что, если мы будем подключать электрические сопротивления, резисторы параллельно, то в этом случае общее сопротивление электрической цепи, так сложилось, уменьшается. А раз оно уменьшается, значит, в цепи будет возрастать электрический ток.

 Это первое, поэтому никоим образом нельзя включать в электрические цепи большое количество потребителей.

И второе очень важное замечание. Это то, что электрический ток может увеличиться, если произойдет в результате ремонта или какой-то случайности соприкосновение оголенных проводов. В этом случае тоже резко возрастает электрический ток в цепи.

 А последствия этого увеличения уже следующие. Как только нарастает электрический ток, тут же плавится проводка, обмотка этих проводов и, соответственно, возникает пожар. Поэтому говорить о том, что будет происходить, если увеличивается электрический ток в цепях уже смысла нет. Все об этом знают. Все понимают, что в этом случае как раз и будет происходить короткое замыкание.

 Короткое замыкание – это ситуация, когда два коснувшихся рядом провода приводят к тому, что электрическое сопротивление на данном участке резко уменьшается там, где соприкоснулись эти провода. И, соответственно, если уменьшается электрическое сопротивление, возрастает сила тока. Вот это как раз и приводит к очень мощному нагреванию данного участка.

Обращаю ваше внимание, что короткое замыкание или, можно сказать еще, включение потребителей – одна сторона вопроса. И вторая сторона, конечно, заключается в том, как себя от этого обезопасить.

И здесь вступает в дело предохранитель.

Что такое предохранитель?

В данном случае мы должны понимать, что предохранитель выполняет функцию защиты электрической цепи от изменения электрического тока. Если в цепь будет включен такой предохранитель то, естественно, он должен, каким-то образом отключить изменение электрического тока, уменьшить его значение таким образом, чтобы все, что у нас включено, все приборы и сама электрическая цепь осталась невредимыми.

Как это делается?

В первую очередь необходимо сказать о таком приборе, как плавкий предохранитель. Само слово «плавкий» говорит о том, что он расплавляется. Он устроен достаточно просто. Это, как правило, тонкая стеклянная или керамическая трубочка, внутри которой проходит тонкий провод, присоединенный к двум концам. Когда электрический ток, протекая, включается этот элемент последовательно в электрическую цепь и когда электрический ток повышается, соответственно, увеличивается количество теплоты, и этот волосок, находящийся внутри такого корпуса, расплавляется. Поэтому называется плавким. Цепь, таким образом, размыкается и, соответственно, уже никакого короткого замыкания, никакого пожара быть не может.

Кроме этого, можно сказать и о том, что такой предохранитель можно поставить не только на электрической цепи, там, где электрическая цепь подключается к нашим сетям, но и в приборах, и таким образом мы можем обеспечить двойную защиту и самой электрической цепи, и наших приборов.

И если один из приборов вышел из строя, то вся электрическая цепь останется невредимой.

 Кроме плавких предохранителей существуют еще и предохранители, которые работают на расширении тел, т.е. достаточно часто на сегодняшний день встречаются такие предохранители, которые размыкают электрическую цепь автоматически тогда, когда в ней повышается электрический ток. Если ток повысился, значит, соответственно, элемент данного предохранителя нагрелся, он расширился, и автоматически происходит разрыв в цепи.

Обращаю ваше внимание, что все предохранители, какие бы они ни были, обозначаются одним и тем же способом.

Это прямоугольник, через который пропускается проводник.

Обращаю ваше внимание на то, что в данном случае подчеркивается, что этот проводник изолирован, т.е. он тонкий, и он достаточно хорошо проводит электрический ток. Но разрушается, как только электрический ток в нем повышается. Вот это и есть плавкий предохранитель. Это обозначение предохранителя на схемах. Вот так он и устроен.

 Обращаю также ваше внимание на то, что предохранители, которые используются в современных электрических цепях, конечно, имеют самое разное устройство, но принцип один: как можно быстрее сработать по увеличению электрического тока. Увеличился электрический ток – он тут же должен сработать на размыкание цепи.

 Можно сказать и то, что на сегодняшний день уже обеспечивается многократная защита электрических цепей, и можно говорить о том, что эта защита на разных участках расположенная дает возможность защитить электрические цепи в крупном масштабе. Там, где срабатывают такие системы, они не дают возможности повреждения схем электрических в домах, в квартирах или, может быть, даже в целом районе.

 Можно сказать еще такую довольно любопытную вещь про предохранители. Предохранители на сегодняшний день, как правило, это предохранители уже многоразовые, т.е. сами по себе плавкие предохранители все-таки используются уже достаточно редко. Хотя они встречаются еще и довольно часто. В настоящее время такие предохранители стараются использовать меньше. Всех интересует именно предохранитель такой, который будет многоразовым, т.е. его поставил один раз, и он уже на долгое время сохраняет свою деятельность.

 В заключение сегодняшнего урока мне бы хотелось отметить еще и то, что в любом случае человек, сам являясь проводником, должен очень осторожно и аккуратно обращаться с электрическими цепями.

И хотя соблюдается полная защита, вот предохранители и разные схемы предохранения, тем не менее, удар электрическим током может быть достаточно серьезным. И оголенная электрическая цепь очень опасна.

Закрепление материала

Решение задач из Лукашика. С 1407 по 1409.

Домашнее задание

§55

Решение задач из Лукашика. 1410.1412.