Токтың жұмысы мен қуаты. Джоуль- Ленц заңы.

Тақырыбы: Токтың жұмысы мен қуаты. Джоуль- Ленц заңы.

Сабақтың  мақсаты:

1. Білімділік. Электр тоғының жұмысы мен қуаты және Джоуль – Ленц заңының  формуласымен танысу.
2. Дамытушылық. Оқушылардың ой – өрісін дамытуға, пікір – таластыруға, өзбетімен ізденуге, шығармашылықты дамытуға, өздіктерінен қорытынды жасауға дағдыландыру.
3. Тәрбиелік. Оқушыларды ұқыптылыққа, еңбекке, топтық  жұмысқа тәрбиелеу.

Сабақтың түрі:  Шығармашылық  іздену арқылы өз бетімен білім алу.

Сабақтың әдісі:  сыни тұрғыдан ойлауды дамыту технологиясы.

Сабақтың көрнекілігі:  Сызбалар, карточкалар, презентация,үнемдегіш электр шамы, бағалау парағы.

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру бөлімі. Оқушыларды  үш  топқа  бөлу.  (амперметр, вольтметр, ваттметр). Топ басшыларына бағалау парағы беріледі.

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру.

А) сұрақ-жауап

1. өткізгіштерді жалғаудың қанша түрі бар?

2. Шартты белгілер бойынша схемадан құралдарды ата?

3. график бойынша өткізгіш кедергісінің мәнін тап?

4. шартты бергілер бойынша құралдарды ата?

5. есептің мәнін тап?

6. суреттегі кескінді салыстыр?

Қызығушылығын ояту:

Ә) Балама тест. «Иә,жоқ»

1. Тізбек бөлігі үшін Ом заңы:                                 Иә

2. 1 Вольт - ток   күшінің  өлшем  бірлігі.                     Жоқ

3. Вольтметр  тізбекке    тізбектей жалғанады.          Жоқ

4. Амперметрдің схемалық белгіленуі    

              Иә

5. Кедергінің  өлшем  бірлігі  1 Ом.                             Иә

6. Техникада резисторлар токты шектеу үшін қолданылады.         Иә

7. Реостат- меншікті кедергісі бар электр тізбегінің элементі.      Жоқ

ІІ. Жаңа сабақ: Ток өтіп жатқан тізбекте жылудың бөлінуі электр тогының жұмыс атқарып жатқандығын білдіреді.Ал уақыт бірлігі ішінде жасалған токтың жұмысы электр тогының қуаты болып табылады.

Олай болса, дәптерімізді ашып бүгінгі күнді және сабақ тақырыбын жазайық  :

 Тізбек бөлігіндегі кернеуді сол бөлік бойымен өткен электр зарядына көбейткенге тең  A = U q,  q = I t, A = I U t

Тізбек бөлігіндегі электр тогының жұмысы осы бөліктің ұштарындағы кернеуді ток күшіне және сол жұмысты орындауға кеткен уақытқа көбейткендегі көбейтіндісіне тең. A = I U t, Ток күші – [А], кернеу – [В],  Электр тогының жұмысы – [Дж],  уақыт – [с], 1Дж = 1А*1В*1с

Электр тогының қуаты дегеніміз - электр тогының бірлік ішінде  істелінетін жұмысы P = A/t  Токтың қуатын табу үшін - өткізгіштегі ток күшін және кернеуді өлшеп, олардың көбейтіндісін табу керек  P = I U.

            Электр күші атқаратын жұмысты есептеп шығару онша қиын емес.Себебі біз өткізгіштің ұштарындағы кернеу U вольт болса,онда осы өткізгіш бойымен  q заряд өткенде А Джуоль жұмыс атқарылатынын білеміз.

Механика бөлімінде механикалық жұмысты біз A=FS формуласы бойынша есептесек,токтың жұмысын мына формула A=IUT бойынша есептелінеді.

Жұмысты өлшейтін құрал электр санауыш (счетчик) д.а.Жұмыстың өлшем бірлігі Дж., алайда көбінесе жұмыс ватт- сағатпен немесе киловат-сағатпен өрнектеледі.Ал, Вт қуаттың өлшем бірлігі екенін білеміз,олай болса токтың қуатына тоқталайық.

     Кез-келген электр аспабы – электр шамы,электр двигателі т.б.,уақыт бірлігінде белгілі бір энергия тұтынуға есептелген.Сондықтан,токтың жұмысымен қатар токтың қуаты деген ұғымның да маңызы зор.

   Қуат деп  - жұмысты атқару шапшаңдығын сипаттайтын шама аталады.

Механикада қуатты P= A формуласымен естептесек, енді жұмыс орнына ток жұмысының формуласын қойып,   P=  IU t  =IU токтың қуатының формуласын шығарамыз.

      Өткізгіш бойымен ток өткенде, өткізгіш қызады, яғни электр энергиясы ішкі энергияға айналады.

  Өткізгіштердің қызуы тек қана тоқ күшіне байланысты ма?

Бұл сұраққа жауап алу үшін мынадай тәжірибе жүргізілген.Кедергілері әр түрлі мыс, болат және никелиннен жасалған үш өткізгішті бірінен соң бірін тізбектей жалғаған.Тізбекті тұйықтап, ондағы ток күшін біртіндеп арттырған. Тізбектей жалғанған өткізгіштегі ток бірдей болады. Өткізгіштерде бөлінетін жылу мөлшері әр түрлі:алғашында никелин өткізгіш, сондай – ақ токты арттырғанда никелин және темір өткізгіштер қыза бастайды,ал мыс сым білінер–білінбес қана жылынады.

Бұл тәжірибе өткізгіштердің жылуы олардың кедергілеріне тәуелді болады деген қорытынды шығаруға мүмкіндік береді. 

Тәжірибе жүзінде токтың жылулық әрекетін ағылшын ғалымы Дж.Джоуль мен орыс ғалымы Э.Ленц зерттеді. Олар бір – біріне тәуелсіз Джоуль–Ленц заңы деп аталатын заңды тағайындады.

Өткізгіш бойымен ток жүрген кезде өткізгіште бөлінетін жылу мөлшері ток күшінің

квадратына, өткізгіш кедергісіне және токтың жүру уақытына тура пропорционал.

Q=I2Rt екені шығады. Демек,тізбектей жалғаған кезде әрбір өткізгіште бөлініп шығатын жылу мөлшері осы өткізгіштердің  кедергілеріне тура пропорционал.

Яғни, тізбектей жалғағанда жылу мөлшері параллель жалғағаннан  гөрі көбірек бөлінеді. Сонымен Джоуль-Ленц заңы тізбектің бөлігінде қандай өткізгіш жалғанса да бәрібір,ондағы бөлінетін жылу мөлшерін есептеуге мүмкіндік береді. Тогы бар өткізгіштің бөлініп шығатын жылуының мөлшерін ток күшінің  квадраты, өткізгіштің кедергісіне және өткізгіш бойымен ток жүретін уақыттың көбейтіндісіне тең: Q=I2 Rt

ІІІ. Жұптық жұмыс :  «Есептер шығару».  

1. Егер шаңсорғыш кернеуі   220 В, ток күші 0,5 А қалалық желіге қосылса, онда оның электрқозғалтқышының тогы 30 мин ішінде қанша жұмыс жасайды?

2.  Троллейбустың электрқозғалтқышы 200 А ток күшін тұтынады және 600 В кернеумен жұмыс істейді. Оның қуаты қандай?

IV. Практикалық жұмыс

V. Сергіту сәті. Жұмбақтар шешу:

 Пайдаланады мені жұрт,                                            Бойындағы зарядты,

Отын және жарыққа,                                                   Ұзақ уақыт сақтайды.

Қызмет етем әрқашан,                                                 Реленің күшімен,

Түсіне білген халыққа.  (Электр тогы)                      Бүлдірместен баптайды (Ток көзі)

                                                 Ток бар жерде біреу бар,

                                                  Өлшемі вольт, киловольт,

                                                  Бұл қай шама болады?

                                                  Білсең айта ғой. (Кернеу)

VІ. Физикалық диктант

 Тоқтың қуаты.... мен..көбейтіндісіне тең физикалық шама.

1. Өткізгіште бөлінген жылу мөлшерін есептеу үшін ток квадратын өткізгіш және электр тогының өту уақытын өзара көбейту керек.

VII. Сәйкестендіру

VIII. Бағалау

 Үйге тапсырма:45, 21- жаттығу № 1,3,5  №6 тапсырма