Программа элективного курса Основы электротехники

МБУОШИ «Новопортовская школа-интернат

среднего (полного) общего образования»

РАССМОТРЕНО

На заседании МО учителей физики, математики и информатики

Протокол №4 от 25.03.2015

СОГЛАСОВАНО методическим советом

Протокол от 13.04.2015

№ 5

УТВЕРЖДЕНО

Приказом директора

МБУОШИ НШИ С(П)ОО

Приказ №139 от 28. 08. 2015

Программа элективного курса по выбору

для учащихся 9 класса

«ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ»

Составитель:

Кондратова Галина Борисовна,

учитель физики,

высшая кв.категория

с. Новый Порт, 2015

Программа элективного курса
«Основы электротехники»¹

(9 класс, 17 часов)

Пояснительная записка

Дисциплина «Основы электротехники» позволяет значительно расширить знания учащихся в области электротехники и электроники, познакомиться с принципами построения линий электросвязи.

Современная связь обеспечивается совокупностью электротехнических и электронных устройств различной сложности состоящих из элементов, к которым приложены электрические напряжения и в них протекают электрические токи. Сложные электронные устройства, в конечном счете, состоят из разнообразных электрических цепей, обладающих вполне определенными свойствами. Чтобы разрабатывать, изготавливать или эксплуатировать различную аппаратуру связи следует, прежде всего, знать процессы, происходящие в электрических цепях при различных условиях, а также законы, которым подчиняются эти процессы.

Чтобы изучать любые устройства связи, необходимо сначала изучить разнообразные свойства цепей, входящих в эти устройства, т.е. теоретические основы электротехники.

Главное внимание в дисциплине уделено изучению электрических цепей постоянного тока. Предусматривается изучение свойств электроматериалов и электронных схем, электроизмерительных приборов и методов электроизмерений.

По дисциплине предусмотрено проведение лабораторных работ с учетом технических возможностей кабинета физики школы - интерната.

Лабораторные работы рекомендуется проводить с учетом предварительного изучения теоретического материала по теме лабораторной работы. В процессе проведения лабораторной работы ученик должен самостоятельно собирать схему, пользоваться измерительными приборами и делать выводы по результатам эксперимента.

На практических занятиях предусматривается решение задач по изучаемым темам программы.

Цель курса - научить учащихся осуществлять исследовательскую деятельность на материале достаточно простых экспериментальных задач, развитие интереса к конструированию электрических схем.

Задачи курса:

Образовательные - развитие компетентностей в предметной области знания:

1. развивать у учащихся навыки сборки электрических схем;

2. научить читать схемы, то есть представлять процессы, протекающие в электрических цепях;

3. формировать умения и знания о способах конструирования электрических схем;

Воспитательные:

1. повышение мотивации саморазвития;

2. формирование коммуникативных умений: докладывать о результатах своего исследования, участвовать в дискуссии, кратко и точно отвечать на вопросы.

4. через развитие интереса к предмету повлиять на выбор учениками сферы профессиональной деятельности;

5. создавать положительную мотивацию обучения;

6. научить работать в коллективе;

Развивающие:

1. развитие у школьников рационального физического мышления на основе формирования умений устанавливать факты, различать причины и следствия, строить модели и выдвигать гипотезы, отыскивать и формулировать доказательства выдвинутых гипотез, выводить из экспериментальных фактов и теоретических моделей физические законы;

2. овладение умственными операциями поиска решения задач;

3. развитие самостоятельности, умений использовать справочную литературу и другие источники информации.

4. повышение личностной результативности участия в олимпиадах и конкурсах по физике.

Актуальность данного курса обусловлена:

• Повышенным интересом учащихся к инженерно-техническим специальностям.

• Необходимостью выявления методов и средств повышения интереса к самостоятельной работе учащихся.

Программа элективного курса согласована с требованиями государственного образовательного стандарта и содержанием программы курса физики основного общего образования. Она ориентирует учащихся на дальнейшее совершенствование уже усвоенных учащимися знаний и умений по теме «Электрические явления». Элективный предмет дает возможность обучающимся, изучающим физику на базовом уровне /2 часа в неделю/, закрепить экспериментальные навыки выполнения лабораторного практикума и решения задач.

Программа включает теоретическое и практическое обучение.

Теоретическая часть программы носит прикладной характер и использует знания учащихся, полученные на уроках физики и математики в школе, расширяет, углубляет их, формирует новые знания.

К теоретическим задачам мы относим: во-первых, задания, которые «уводят» учащихся в мир идеализированных моделей. Для их решения, кроме знания законов физики, нужно умение выбирать нетривиальный способ решения; во - вторых, приближенные к практике, родившиеся под влиянием физических опытов или при наблюдении явлений природы. В таких задачах рассматриваются не идеализированные схемы, а реальные физические объекты.

Практическая часть содержит лабораторные работы, выполняемые с использованием учебного и промышленного оборудования. В ходе практических работ учащиеся овладеют технологией сборки электрических схем, технологией измерений. Научаться читать электрические схемы, находить в них ошибки, и рассчитывать необходимые физические величины.

Экспериментальные задания разделяем на несколько типов:

• измерение какого - либо параметра физического тела или системы тел (электрического сопротивления и др.);

• выявление и исследование какой - либо зависимости (сопротивления лампы от силы тока и т.д.)

• определение электрической схемы, скрытой в «черном» ящике, и нахождение параметров этой схемы;

• конструирование действующей модели технического устройства.

Экспериментальные задания обычно предполагает несколько способов его выполнения. Ученик должен провести анализ каждого из них, оценить точность полученных результатов и выбрать оптимальный способ.

Технология организации учебного процесса включает в себя следующие методы: лекция-диалог, эксперимент, практикум, метод проектов, развивающие технологии.

Курс направлен на развитие способностей анализировать, оценивать, моделировать, выдвигать гипотезы и на расширение политехнического кругозора, формирование навыков публичного выступления.

Средства обучения: задачники по физике, методические пособия, программные средства по физике (тренажеры, интерактивные задания, компьютерные модели), лабораторное оборудование.

Программа элективного курса «Основы электротехники» предназначена для учащихся 9 класса. Курс рассчитан на 17 часов - 1 час в неделю. Место в базисном учебном плане - 3-4 четверти.

Содержание элективного курса углубляет знания учащихся, полученные на уроках физики, и заставляет учащихся применять эти знания в новой, неординарной ситуации.

Требования к уровню подготовки обучающихся

Результаты обучения (освоенные умения,

усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

1

2

уметь:

Рассчитывать параметры, составлять и собирать схемы включения приборов при измерении различных электрических величин

Отчет по практическим и лабораторным работам

Снимать показания работы и пользоваться электрооборудованием с соблюдением норм техники безопасности и правил эксплуатации;

• Включать вольтметр и амперметр в электрическую цепь.

• Измерять силу электрического тока и электрическое напряжения с помощью вольтметра, амперметра и мультиметра.

• Определять цену деления амперметра и вольтметра.

• Собирать простейшие электрические цепи и находить в них ошибки

Отчет по практическим и лабораторным работам, экспертная оценка

Читать электрические схемы

Результаты работы по индивидуальным карточкам

Использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

• обеспечения безопасности в процессе использования электробытовых приборов, электронной техники;

• контроля исправности электропроводки в квартире

Отчет по практическим и лабораторным работам, индивидуальные беседы

знать:

Основные параметры электрической цепи: напряжение, сила тока, сопротивление, работа, мощность и их обозначение, единицы измерения.

Физический смысл законов Ома для участка электрической цепи, Джоуля-Ленца; законы последовательного и параллельного соединения проводников.

Условия существования электрического тока в цепи.

Правила электробезопасности.

Тестовые задания, результаты работы по индивидуальным карточкам, результаты зачетной работы

Сущность и методы измерений электрических величин, конструктивные и технические характеристики измерительных приборов:

назначение и применение электроизмерительных приборов (ЭИП): амперметра, вольтметра, мультиметра. Предел измерений ЭИП.

Графический диктант

Отчет по практической работе

Тестовые задания, результаты работы по индивидуальным карточкам, результаты зачетной работы.

Условные обозначения электротехнических приборов и электрических машин

Работа по индивидуальным карточкам

Отчет по практической работе

Основные элементы электрических сетей - гальванический элемент, батарея гальванических элементов, лампа, ключ, тумблер, резистор, переменный резистор, конденсатор

Работа по индивидуальным карточкам

Отчет по практической работе

Типы и правила графического изображения и составления электрических схем

Работа по индивидуальным карточкам

Отчет по практической работе

Принципы действия, устройство, основные характеристики электроизмерительных приборов, электрических машин

Отчет по практической работе

Тестовые задания, результаты работы по индивидуальным карточкам

Двигатели постоянного тока, их устройство, принципы действия, правила пуска, остановки;

Тестовые задания, результаты работы по индивидуальным карточкам,

Отчет по практической работе

Способы экономии электроэнергии;

Отчет по практической работе

Виды и свойства электротехнических материалов;

Графический диктант

Тестовые задания, результаты работы по индивидуальным карточкам, результаты зачетной работы.

Полупроводниковый диод и его устройство. Выпрямительные свойства диода. Условно-графическое обозначение диода. Электрические лампы.

Графический диктант

Правила техники безопасности при работе с электрическими приборами

Графический диктант

Тестовые задания, результаты работы по индивидуальным карточкам

Учебно - тематический план (17 часов)

№ п/п

Наименование тем, разделов

Количество часов

Форма проведения

Образовательный продукт*

всего ч

теория

практика

1

Инструктаж ТБ. Краткие сведения о различных видах электросвязи и электрических цепях.

1

0,5

0,5

Беседа , практикум

знакомство с целями и задачами курса

Конспект

2

Электрические цепи постоянного тока

9

2

7

Лекции, практикумы

Работа с задачами разных видов на описание электрических цепей.

Решение фронтальных экспериментальных задач

Алгоритмы

Качественные, экспериментальные, занимательные задачи, задачи с техническим содержанием, комбинированные задачи Собственное решение

3

Основы электроники

2

2

-

Беседа

Краткий опорный конспект.

Схема «диодный мост».

4

Электрические машины и сети.

4

2,5

1,5

Лекции, практикумы, экскурсия

Конструирование, приемы и примеры решения. Групповое и коллективное решение экспериментальных задач

Алгоритмы

Качественные, экспериментальные, занимательные задачи, задачи с техническим содержанием, Конструкторские задачи

5

Итоговая конференция

1

-

1

Итоговая работа Проверка сформированности умственных операций, управляющих, контролирующих и исполняющих поиск

Доклад, проект

ИТОГО

17

7

10

Содержание курса (17 часов)

Раздел 1. Введение в курс. Электрические измерения и электроизмерительные приборы.

Цели: 1) ознакомить учащихся с темой, целью, задачами и методами работы данного элективного курса.

2) Научить составлять простейшие электрические цепи и проводить в них измерения с помощью мультиметра.

Понятия: Предел измерений ЭИП. Мультиметр. Сила тока. Электрическое напряжение. Цена деления.

Практическое обучение:

Определение цены деления амперметра и вольтметра. Измерение электрического напряжения. Включение вольтметра. Измерение силы электрического тока. Включение амперметра.

Лабораторная работа: Сборка простейшей электрической цепи, измерение силы тока и напряжения на лампе с помощью мультиметра.

Распределение тем докладов для подготовки к итоговой конференции.

Темы докладов:

1. Проводники и диэлектрики.

2. Молния.

3. Электрический ток в различных средах.

4. Экономия электроэнергии.

5. Плавкие предохранители.

6. Действие электрического тока на организм человека.

7. Конденсаторы.

8. Получение меди путем электролиза.

9. По желанию учащиеся могут подготовить сборник задач по теме «Электричество».

Раздел 2. Электрические цепи постоянного тока.

Цель: 1) Научить учащихся моделировать и видоизменять электрические схемы с помощью компьютерных программ «Живая физика» и «Открытая физика»

2) Развивать умения анализировать, сравнивать и находить ошибки в электрических схемах.

3) Учить исследовать электрические цепи на определение зависимости одной физической величины от другой.

4) Развивать умение применять знания в новой ситуации через индивидуальную работу по карточкам.

Понятия: элементы электрической цепи - гальванический элемент, батарея гальванических элементов, лампа, ключ, тумблер, резистор, переменный резистор, их условно-графическое обозначение. Основные параметры электрической цепи: напряжение, сила тока, сопротивление, работа, мощность и их обозначение, единицы измерения. Закон Ома. Последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов. Расчет эквивалентного сопротивления.

Электрическая емкость, единицы измерения емкости. Конденсаторы, их устройства и разновидности. Заряд и разряд конденсатора. Способы соединения конденсаторов и определение эквивалентной емкости.

Условия существования электрического тока в цепи. Электробезопасность.

Практическое обучение

Задачи на различные приемы расчета сопротивления сложных электрических цепей. Задачи разных видов на описание электрических цепей постоянного электрического тока с помощью закона Ома для замкнутой цепи, закона Джоуля - Ленца, законов последовательного и параллельного соединений. Постановка и решение фронтальных экспериментальных задач на определение показаний приборов при изменении сопротивления тех или иных участков цепи, на определение сопротивлений участков цепи и т. д.

Составление простейших электрических цепей из ламп, переменных резисторов, реостатов и источника питания. Составление электрической цепи - включение и выключение лампы с двух мест, чтение и сборка схемы. Нахождение ошибок в электрических схемах. Использование компьютерных программ для конструирования электрических схем и нахождения основных характеристик электрических приборов.

Практическая работа на компьютере «Конструирование электрических схем и нахождение основных характеристик электрических приборов с помощью компьютерных программ». Проекты и модели освещения, выпрямитель и усилитель на полупроводниках, модели измерительных приборов, модели «черного ящика».

Физические практикумы:

1. «Исследование зависимости силы тока на участке цепи от приложенного напряжения».

2. «Сборка гальванического элемента и его испытание».

3. «Наблюдение химического действия электрического тока».

4. «Составление электрической цепи - включение и выключение лампы с двух мест, чтение и сборка схемы».

5. «Изучение последовательного соединения проводников»

6. «Изучение параллельного соединения проводников»

Раздел 3. Основы электроники

Цель: 1. Ознакомить учащихся с устройством и принципом работы полупроводникового диода, электронные лампы.

2. Учить чтению электрической схемы «диодный мост».

3. Продолжить формирование у учащихся физической картины мира;

Понятия: Полупроводниковый диод и его устройство. Выпрямительные свойства диода. Условно-графическое обозначение диода. Электронные лампы и их применение. Основные характеристики ламп.

Электрические кабели в электросвязи.

Определение длинной линии, ее погонные параметры. Основные свойства длинных линий.

Практическое обучение

Испытание диода. Чтение схемы «диодный мост»

Раздел 4. Электрические машины и сети

Устройство и принцип действия генератора постоянного тока.

Устройство и принцип действия электродвигателя. Вращающий момент и число оборотов якоря двигателя. Мощность и КПД электродвигателя.

Химические источники электрической энергии. Принцип действия, основные параметры и разновидности гальванических элементов и аккумуляторов.

Электрические измерения.

Назначение и типы стрелочных электроизмерительных приборов. Принцип действия приборов магнитоэлектрической, электромагнитной и электродинамической систем. Основные характеристики приборов, их преимущества и недостатки.

Аналоговые и цифровые электронные измерительные приборы, их принцип действия и устройство.

Практическое обучение Прямые и косвенные методы измерения тока, напряжения, сопротивления и мощности электрического тока. Включение приборов в цепь для измерений.

Средства индивидуальной защиты при работе с электрооборудованием

Устройство и принцип действия генератора постоянного тока

Научно-практическая конференция «Электричество вокруг нас»

Цель: 1. Расширить знания учащихся по теме «Электрические явления»;

2. Продолжить формирование у учащихся физической картины мира;

3. Продолжить формировать у учащихся умение публичного выступления.

Учащиеся защищают проекты, подготовленные за время ведения элективного курса: (приложение 12)

Календарно-тематическое планирование

№ п/п

Наименование тем, разделов

Количество часов

Основное содержание

всего

теория

практика

Введение

1

Инструктаж ТБ. Краткие сведения о различных видах электросвязи и электрических измерениях.

Физический практикум №1: Измерение силы тока и напряжения на лампе с помощью мультиметра цепях.

1

0,5

0,5

Простейшие электрические цепи. Измерения с помощью мультиметра.

Понятия: Предел измерений ЭИП. Мультиметр. Сила тока. Электрическое напряжение. Цена деления.

Практическое обучение:

Определение цены деления амперметра и вольтметра. Сборка простейшей электрической цепи Включение вольтметра. Измерение силы электрического тока. Включение амперметра. Измерение электрического напряжения.

Электрические цепи постоянного тока

9

2

7

Понятия: элементы электрической цепи - гальванический элемент, батарея гальванических элементов, лампа, ключ, тумблер, резистор, переменный резистор, их условно-графическое обозначение.

Электрический ток. Основные параметры электрической цепи

1

1

Условия существования электрического тока в цепи. Электробезопасность.

Напряжение, сила тока, сопротивление, работа, мощность и их обозначение, единицы измерения.

Закон Ома. Последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов.

3

3

Расчет электрических цепей. Законы последовательного и параллельного соединения.

Задачи на различные приемы расчета сопротивления сложных электрических цепей.

Задачи разных видов на описание электрических цепей постоянного электрического тока с помощью закона Ома для замкнутой цепи, закона Джоуля - Ленца, законов последовательного и параллельного соединений.

Конденсаторы, их устройства и разновидности

1

1

Электрическая емкость, единицы измерения емкости. Заряд и разряд конденсатора. Способы соединения конденсаторов.

Физический практикум №2 «Исследование зависимости силы тока на участке цепи от приложенного напряжения».

1

1

Постановка и решение фронтальных экспериментальных задач на определение показаний приборов при изменении сопротивления тех или иных участков цепи, на определение сопротивлений участков цепи и т. д.

Физический практикум №3 «Изучение последовательного соединения проводников»

1

1

Практическое обучение Прямые и косвенные методы измерения тока, напряжения, сопротивления и мощности электрического тока. Включение приборов в цепь для измерений.

Физический практикум №4 «Изучение параллельного соединения проводников»

1

1

Практическое обучение Прямые и косвенные методы измерения тока, напряжения, сопротивления и мощности электрического тока. Включение приборов в цепь для измерений.

Физический практикум №5 «Составление электрической цепи - включение и выключение лампы с двух мест, чтение и сборка схемы».

1

1

Проекты и модели освещения, выпрямитель и усилитель на полупроводниках, модели измерительных приборов, модели «черного ящика».

3

Основы электроники

2

2

-

Носители электрических зарядов в металлах, полупроводниках, электролитах и газах. Полупроводниковые приборы.

1

1

Носители электрических зарядов в металлах, полупроводниках, электролитах и газах. Полупроводниковый диод и его устройство. Электронные лампы и их применение.

Выпрямительные свойства диода. Условно-графическое обозначение диода. Основные характеристики ламп.

Практическое обучение

Испытание диода. Чтение схемы «диодный мост»

Электрические кабели в электросвязи.

1

1

Определение длинной линии, ее погонные параметры. Основные свойства длинных линий.

4

Электрические машины и сети.

4

2,5

1,5

Генератор постоянного тока. Электродвигатель

1

1

Устройство и принцип действия генератора постоянного тока.

Устройство и принцип действия электродвигателя. Вращающий момент и число оборотов якоря двигателя. Мощность и КПД электродвигателя.

Источники электрической энергии

Физический практикум №6 «Сборка гальванического элемента и его испытание».

1

0,5

0,5

Принцип действия, основные параметры и разновидности гальванических элементов и аккумуляторов.

Назначение и типы электроизмерительных приборов.

1

0,5

0,5

Принцип действия приборов магнитоэлектрической, электромагнитной и электродинамической систем. Основные характеристики приборов, их преимущества и недостатки.

Аналоговые и цифровые электронные измерительные приборы, их принцип действия и устройство.

Средства индивидуальной защиты при работе с электрооборудованием Физический практикум №6 «Наблюдение химического действия электрического тока».

1

0,5

0,5

Химические источники электрической энергии

5

Итоговая конференция

1

-

1

ИТОГО

17

7

10

Материально-техническое оснащение программы

ТСО: компьютер, мультимедийный проектор, программы «Живая физика», «TeachPro:Электричество», «Открытая физика».

Оборудование на парту: источник электропитания, амперметр, вольтметр, резистор R1, резистор R2, переменный резистор, ключ, соединительные провода, металлический планшет.

Демонстрационное оборудование: источник электропитания, амперметр, вольтметр, резистор R1, резистор R2, переменный резистор, ключ, соединительные провода, мультиметр, конденсатор, полупроводниковый диод, электрофорная машина, электроскоп.

Плакаты: по теме «Электричество», Спектр, 2001 год.

Учебно-методическое обеспечение для программы включает:

1. Гельфгат И.М. Генденштейн Л.Э. Кирик Л.А. 1001 задача по физике - 3-е изд. 1997

2. Евсюков А.А. Электротехника. Учебное пособие для студентов физ. спец. пед. ин-тов. - М.: Просвещение, 1979. - 248 с. с илл.

3. Жеребцов И.П. Электрические и магнитные цепи.- Л.: Энергоатомиздат, 1987

4. Кабардин О.Ф. Орлов В.А. Зильберман А.Р.Физика - задачник. - М.: Дрофа,- 3-е изд., 2000

5. Китаев Е.В. Гревцев Н.Ф. Курс общей электротехники. Учебное пособие для студентов. - М.: Высшая школа, 1965.

6. Кузнецов М.И. Основы электротехники. Учебное пособие. - М.: Высшая школа, 1970. - 368 с. с илл.

7. Лукашик В.И. Сборник вопросов и задач по физике. 7-9 кл. - М.: Просвещение, 2012. - 192с.

8. Малиновский В.Н. Электрические измерения. - М.: Энергоиздат, 1982г.

9. Манойлов В.Е. Основы электробезопасности. - Л.: Энергоатомиздат, 1991

10. Меледин Г.В. Физика в задачах. Экзаменационные задачи с решениями - 1-е изд., 1985 2-е изд., 1990

11. Мельникова Л.Т. Программа курса предпрофильной подготовки по электротехнике с ориентацией на физико-математический и технологический профили для учащихся 9 класса. - Сургут, 2005

12. Перышкин А.В. Сборник задач по физике: 7-9кл.: к учебникам А.В. Перышкина и р. / А.В. Перышкин, Сост. Н.В. Филонович.- М.: Экзамен 2012.

13. Степанов С.В. Физика в ученическом эксперименте. Руководство по выполнению лабораторных работ. - 2000г.(лаборатория альфа - микро)

14. Шилов В.Ф. Техника безопасности в кабинете физики. Москва, Школьная пресса, 2002г.

Цифровые образовательные ресурсы (ЦОР), ЭОР:

• Диск «Виртуальные лабораторные работы по физике. 7-9 класс»

• Диск «Физика. Основная школа 7-9 классы. Часть I, II. - М.: Просвещение, мультимедийное учебное пособие нового образца.

• Диск 1C: Школа. Физика, 7-11классы. Библиотека наглядных пособий. Под редакцией НК Ханнананова. - МОРФ 2004 FORMOZA

Федеральные образовательные ресурсы для общего образования

1. Федеральный портал "Российское образование"

2. Единое окно доступа к образовательным ресурсам

3. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов

4. Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов

5. Российский общеобразовательный портал

Каталог образовательных ресурсов сети Интернет для школы

Приложение 1

Примеры задач по теме «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ»

Задача. Резистор сопротивлением 38 Ом изготовлен из медного провода массой m=11,2г. Найдите длину и диаметр провода. Удельное сопротивление меди 1,7∙10^-8 Ом∙м, плотность меди 8,9∙10³кг/м³.

Дано:

СИ

Решение:

m=11,2г

11,2∙10^-3 кг

Удельное сопротивление меди ρ^*=1,7∙10^-8 Ом∙ м

R=38 Ом

Сопротивление проводника: R= ρ∙l/S

ρ =1,7∙10^-8 Ом∙м

Выразим длину проводника: (1)

ρ _м=8900 кг/м³

Масса проводника m=ρ_м V=ρ_м Sl; следовательно, S= (2)

l -?

D - ?

Подставим (2) в (1), получим

; произведем расчет = 53 м

Проводник представляет форму цилиндра в основании - окружность с площадью S=π D², учитывая формулу(2)

D=произведем расчет D==87∙10^-6м²=87мм²

Ответ: 53м; 87 мм²

S₂= ρ₂∙l/R - площадь поперечного сечения алюминиевого проводника

. S₁= ρ₁∙l/R - площадь поперечного сечения медного проводника

= = 2 раза

Задача. К сети напряжением 120В подключают два резистора. При их последовательном соединении сила тока в них равна ЗА, а при параллельном 16А (суммарная). Чему равны сопротивления резисторов?

Дано

Решение:

U=120 В

Сопротивление при последовательном соединении R₁+ R₂= U/I

I₁ +I₂=16 А

R₁+ R₂=120В/3А= 40 Ом

I₁= I₂=3А

Сила тока в проводниках при параллельном соединении:

I₁= U/ R₁; I₂= U/ R₂ Общая сила тока I = I₁ +I₂

R₁ -?

=16; =16; 120 (=16

R₂ -?

=;

Составим систему уравнений

∙→

→

D=1600-4∙300∙1=400, D>0, имеет два корня;

R= ; R₁==30 Ом; R₂==10 Ом.

Ответ: R₁=30 Ом; R₂= 10 Ом

Задача. К концам однородного медного цилиндрического проводника длиной 40 м приложили напряжение 40В. Каким будет изменение температуры проводника через 15 с? Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь (удельное сопротивление меди 1,7∙10^-8 Ом∙м)

Дано:

Решение:

l=40м

По закону Джоуля Ленца энергия, выделяемая на проводнике

u=40В

Q₁= I²R∆t

∆t=15с

R= ρ∙l/S - сопротивление проводника

с_м=380Дж/кг∙˚С

По закону Ома сила тока в проводнике I= u/R

ρ =1,7∙10^-8 Ом∙м

Q₁= ∙∆t, Q₁=

ρ _м=8900кг/м³

Проводник нагревается и поглощает энергию.

Q₂=сm(t₂-t₁)

t₂ - t₁ =?

По закону сохранения энергии: Q₁= Q₂

= сm(t₂-t₁);

Масса проводника: m=V ρ _м= Slρ _м

= с Slρ _м(t₂-t₁);

t₂ - t₁ =

t₂ - t₁== 261

1[t]==

Ответ: 261

1