Конспект занятия по теме: Использование законов постоянного тока в будущей специальности

Департамент образования города Москвы

Государственное Бюджетное Профессиональное

Образовательное Учреждение

Колледж связи №54

Конспект открытого занятия

«Использование законов постоянного тока

в будущей специальности»

Преподаватель: Орлова Е.А.

Тема урока: «Использование законов постоянного тока в будущей специальности»

Цель урока: закрепить полученные знания, продемонстрировать взаимосвязь изучаемого материала с получаемой специальностью («Сети связи и системы коммутаций»), развить интерес к физике и будущей специальности

К уроку:

1. Видеокамера.

2. Макет «строение кабеля», микросхема.

3. Скрутка и пайка жил кабеля.

4. Соединение жил кабеля разного диаметра.

5. Справочник.

Ход урока.

Актуализация опорных знаний.

1. Что называется электрическим током?

2. Что означает выражение: « данный участок цепи обладает сопротивлением»?

3. От чего и как зависит сопротивление любого куска проволоки?

4. Что происходит с проводником, по которому длительное время течет ток?

5. Какому закону подчиняется нагревание проводников?

6. Напишите формулу закона Джоуля - Ленца.

7. Напишите формулу закона Ома для участка цепи.

8. Последовательное соединение проводников (схема, законы)

9. Параллельное соединение проводников (схема, законы)

Приложение:

Сопротивление металлического проводника:

.

Закон Джоуля - Ленца: Q = IUt=I ²Rt

Закон Ома для участка цепи:

Последовательное соединение проводников:

.

Параллельное соединение проводников:

.

Изучение нового материала.

Как известно, сопротивление проводников, в том числе и кабеля, зависит от его удельного сопротивления и геометрических параметров. Посмотрите внимательно на образцы двух кабелей и ответьте на вопросы.

Вопрос 1. Чем отличаются жилы этих образцов?

(Ответ: жилы отличаются материалом, из которого сделаны эти образцы и, следовательно, удельным сопротивлением. Один кабель имеет медные жилы, а другой - алюминиевые.)

Вопрос 2. Какой кабель обладает большим сопротивлением?

(Ответ: используя справочные материалы, видно, что удельное сопротивление алюминия больше, чем меди, следовательно, кабель с алюминиевыми жилами будет обладать большим сопротивлением.)

Использование в специальности. Жилы кабеля изготавливают из металлов с малым удельным сопротивлением: медь, алюминий, при этом меньше теряется энергии передаваемого сигнала.

Как срастить два куска кабеля, чтобы их сопротивления на линии были одинаковыми, если один кабель имеет алюминиевые жилы, а другой - медные.

Учитывая формулу сопротивления: , видно, что оно зависит не только от удельного сопротивления, но и от длины проводника и площади его поперечного сечения. Так как удельное сопротивление алюминия больше, следовательно, чтобы уравнять сопротивления проводников, надо увеличить площадь сечения или уменьшить длину кабеля с алюминиевыми жилами.

На практике, редко когда имеется возможность сократить длину кабеля, поэтому, при сращивании проводников с разными жилами, используют жилы разного диаметра.

Причем алюминиевые жилы для выравнивания сопротивления должны иметь большую площадь сечения в 1,65 раза по сравнению с медными жилами, так как удельное сопротивление алюминия в 1,65 раз больше медного.

Вопрос 3. Какие виды соединения или сращивания проводов вы знаете? Как Вы можете объяснить следующее выражение:

«Холодное соединение всегда горячее, а горячее - всегда холодное?»

Ответ: виды соединения проводников - скрутка или пайка. Причем скрутка - это холодное соединение, а пайка - горячее.

При скрутке жил кабеля остается воздушный зазор, который создает дополнительное сопротивление, что, по закону Джоуля - Ленца Q=I²Rt, приводит к нагреванию данного вида соединения. Качественно выполненная пайка жил не оставляет никаких зазоров, следовательно, такой вид соединения остается «холодным». Поэтому, на практике, лучше использовать «холодный» способ соединения - пайку проводов.

Вопрос 4. Используя законы последовательного и параллельного соединения, скажите, зачем в технических устройствах (в микросхемах) используют данные виды соединения.

Ответ: при последовательном соединении общее сопротивление находится как сумма сопротивлений различных участков, поэтому, его можно использовать для увеличения сопротивления в цепи и, как следствие, уменьшение тока на этом участке.

При параллельном соединении общее сопротивление всегда меньше меньшего из резисторов, поэтому данный вид соединения используют для уменьшения сопротивления и увеличения тока на данном участке.

Последовательно соединенные резисторы образуют делитель напряжения, с которого снимается напряжение необходимое для нормальной работы транзисторов, интегральных схем и других компонентов схемы ТА.^{Учет и использование в специальности :}

Параллельно соединенные резисторы позволяют ограничить силу тока, разделив ток на более мелкие «порции».

В телефонной аппаратуре резисторы используются для ограничения или уменьшения силы тока.

Закрепление полученных знаний .

( См. презентацию «Сопротивление любого проводника»)

1. Выполните задание: Сравните сопротивления проводников.

2. По предложенным ответам, проведите самооценку или взаимооценку.

Рефлексия

1. Подведение итогов занятия.

2. Домашнее задание. § 10.6, 10.10, 10.11 (Стр. 208-211, 213-215)

Учебник: В.Ф. Дмитриева Физика для профессий и специальностей технического профиля, ОАО «Московские учебники» 2010