Законы постоянного тока. Виртуальный эксперимент по

Решение задач.
Законы постоянного тока.
Виртуальный эксперимент исследования сложных
цепей постоянного электрического тока.
Класс: 10
Учитель:
Федорова Лия
Андреевна
МБОУ СОШ № 2
г. Донской
Цели и задачи урока:
совершенствовать умения
планировать и проводить
физический эксперимент,
 обрабатывать результаты
эксперимента, делать выводы,
 обрабатывать результаты с помощью
табличного процессора (MS Excel) на
компьютерах,
 использовать программные средства
компьютера (MS Power Point) для
демонстрации

Ответьте на вопросы:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Что такое электрический ток?
Какой ток называют постоянным?
Сформулируй закон Ома для участка
цепи.
Запишите на доске законы
последовательного и параллельного
соединения проводников.
Сформулируйте закон Джоуля-Ленца.
Что такое ЭДС?
Сформулируйте закон Ома для
полной (замкнутой) цепи.
Видео. Георг Ом.
Решите устно задачи.
Задача № 1.
 а) Определите общее
сопротивление участка цепи.

R
R
3R
R

Ответ: 4R
R
Решите устно задачи.

б) Определите общее
сопротивление участка цепи.
R
R
R
3R
R

Ответ: 3,5R
R
Задача № 1.
 Определить
сопротивление
между точками А и В
контура,
составленного из
одинаковых
сопротивлений R.


Решение:
Из симметрии ясно,
что токи через
элементы CO и DO
должны быть
одинаковы и равны
токам, текущим через
элементы OF и OE. А
раз так, то в точке О
цепь можно
разорвать, при этом
токи через элементы
сетки не изменятся:
Точки О и О' – точки
равного потенциала.
Ответ: 1,5 R
Цифровой мультиметр.
Задача № 2.

Определите общее сопротивление
участка цепи изображенного на
рисунке.







Решение:
Потенциалы в точках С и D одинаковы,
т.е. φс = φD
Так как ветви электрической цепи симметричны,
следовательно между точками C и D нет падения
напряжения, а значит ток на участке СD не течет. Тогда
схему можно перерисовать так:
RACB = R+2R = 3R
RADB = R+2R = 3R
RAB = 1,5R
Ответ: 1,5R
Задача № 3.



Определите сопротивление
проволочного каркаса,
имеющего форму куба, если
он включен в цепь между
точками А и В. Сопротивление
каждого ребра каркаса 3 Ом.
Точки, имеющие одинаковые
потенциалы, можно
соединять или разделять, не
изменяя силу тока в участках
цепи, т.е. не изменяя
сопротивления всей цепи.
Точки 1,2,3 имеют равные
потенциалы, следовательно
их можно соединить и точки
4,5,6 также имеют равные
потенциалы и их также можно
соединить.
Получим эквивалентную схему (б),
которая легко решается.
Практическая работа.
Исследование электрической цепи
источника постоянного тока.

Цель работы – определение
электродвижущей силы источника тока
(ЭДС), исследование зависимостей
полезной и полной мощности,
развиваемых источником тока, и его
коэффициента полезного действия
(КПД) от нагрузочного сопротивления.
 Рассмотрим
электрическую
цепь, представленную на
рисунке.
Рассмотрим теперь режимы
работы источника тока.

Из закона Ома
следует, что:
ток в замкнутой цепи достигает наибольшего
значения, равного Imax=ε/r , при R=0. Этот режим
работы источника называется режимом короткого
замыкания.
 Если наоборот, сопротивление внешней цепи R, то
ток асимптотически стремится к нулю. Такой режим
называется режимом холостого хода. В этом случае,
разность потенциалов между клеммами источника
равна ЭДС.
 Отметим также, что разность потенциалов U на
клеммах источника одновременно является и
падением напряжения на внешнем сопротивлении и
поэтому по закону Ома для участка цепи

 Мощность,
выделяемая в виде
тепла при прохождении
электрического тока через
сопротивление, определяется
законом Джоуля-Ленца:
 Полная мощность является
суммой полезной мощности и
мощности, выделяющейся на
внутреннее сопротивление:


коэффициент полезного действия
(КПД) источника постоянного тока:

Используя данные соотношения
можно показать, что:
 Соберите
электрическую
цепь по схеме:
Постройте графики зависимости
с помощью таблиц Exel)
1) полезной мощности от
сопротивления
 2) полной мощности от
сопротивления
 3) КПД от сопротивления.

Вывод:

В проведенной лабораторной работе
мы определили ЭДС источника тока,
исследовали зависимости полезной и
полной мощности, развиваемых
источником тока, и его КПД от
нагрузочного сопротивления.