Сабақтың тақырыбы: Электр тізбегі. Өткізгіштерді тізбектей және параллель жалғау

№4 Ю.А.Гагарин атындағы орта мектеп

Ашық сабақ

Өткізгіштерді тізбектей және

параллель жалғау.

Сыныбы: 8^А

Пән мұғалімі: Тулегенова М.

2014 - 2015 оқу жылы

Эпиграф: «Адам әдемі сөйлей білуімен және

тыңдай білуімен ерекшеленеді.»

«Біздің әлемнің бәсекеге барынша қабілетті елу елінің қоғамдастығына жедел жылжуымыздың басты шарты - Қазақстан тауарлары мен қызметтерінің озық халықаралық стандарттардың сапалық деңгейіне шығуы». Н.Ә.Назарбаев.

Физика - тілдесер табиғаттың тілі екен ғой,

Көз тартар сұлулықтың сыры екен ғой.

Аттасаң аяғыңды, алдыңды орап

Алдыңнан қалмайды екен тіріде ол

Салған ән, айтылған сөз, ішілген ас

Космос кораблі, атылған тас,

Аққан су, соққан дауыл, айтылған жыр

Бәрінің бағынары физика ғой.

Сондықтан табиғаттың сыры терең

Деушіге оқып, зерттеп, білем, көрем,

Демесең болсын егер еңбегім еш

Әуелі физиканы оқы дер ем!

Сабақтың тақырыбы: Электр тізбегі. Өткізгіштерді тізбектей

және параллель жалғау.

Сабақтың мақсаты: Өткізгіштерді тізбекке жалғаудың әдістері жөнінде түсінік беру, тізбектей және параллель жалғау кезіндегі негізгі физикалық заңдылықтарды оқып үйрену, талдау жасау, саралау қабілеттерін дамыту.

Оқушылардың өткен тақырып бойынша білімдерін жинақтау. Есеп шығаруда білім мен білік дағдыларын жетілдіру.

Сабақтың түрі: Аралас сабақ

Сабақтың әдісі: автотест, баяндау, сұрақ-жауап.

Сабақтың көрнекілігі: Сызба-нұсқалар, карточкалар, интерактивті тақта, калькулятор.

Пәнаралық байланыс: Математика

Сабақ барысы

І. Ұйымдастыру.

Оқушылармен сәлемдесу, оқушыларды түгелдеу, сыныптың сабаққа дайындығын тексеру.

ІІ. Үй тапсырмасы.

1-сұрақ. Электр тогы дегеніміз не?

2-сұрақ. Электр тогын сипаттайтын негізгі шамалар?

3-сұрақ. Ток күші және кернеуді қандай құралдармен өлшейді?

4-сұрақ. Тізбек бөлігіне арналған Ом заңы қалай тұжырымдалады?

5-сұрақ. (545) Амперметрдің кедергісі неге өте аз болуы тиіс?

6-сұрақ. (546) Вольтметр неге үлкен кедергіге ие болуы тиіс?

7-сұрақ. (474) Электр сызбасын оқыңдар.

8-сұрақ. (475) Тізбектегі ақауы жоқ шам неге жанбай тұр?

9-сұрақ. (501) Көрсетілген сызбаларда қандай қате барын табыңдар?

10-сұрақ. (504) Шамдағы токтың шамасын өлшеу үшін оқушы қателесіп,

амперметрдің орнына вольтметрді жалғаса не болады?

11-сұрақ. (533) Неге қалта фонарындағы электр шамын қалалық жарық желісіне

қосуға болмайды?

12-сұрақ. (519) Сымды тарту станогі арқылы созғаннан кейін, оның ұзындығы үш

есе артқан. Оның кедергісі қалай өзгереді?

13-сұрақ. (515) Мыс және алюминий сымдардың массалары мен кедергілері бірдей.

Олардың қайсысы ұзын және қанша есе?

14-сұрақ. (516) Мыс және алюминий сымдардың массалары мен көлденең

қималарының ауданы бірдей. Қай сымның кедергісі көп және қанша есе?

15-сұрақ. (478) Электр шамы мен қоңырауды: а) бірге қосатын және өшіретін;

б) бір-біріне тәуелсіз қосатын және өшіретін электр тізбегін сызыңдар.

16-сұрақ. (479) Батарея мен екі шамнан тұратын электр тізбегін сызыңдар. Әр

шам тәуелсіз қосылатын болсын.

17-сұрақ. (480) Ауруханадағы кезекші дәрігердің бөлмесінде электр қоңырауы

орнатылған. Қоңырауды үш палатадағы ауруларға қосуға мүмкіндік

беретін тізбектің сызбасын кескіндеңдер.

18-сұрақ. (481) Үйде бір ғана шам жанатын ұзын қараңғы дәліз бар. Шам мен екі

ауыстырып-қосқышты пайдаланып, дәлізге кіргенде шамды жағатын,

ал бөлмеге кіргенде оны өшіретін немесе бөлмеден шыққанда шамды

жағатындай, дәлізден шыққанда өшіретіндей етіп тізбекті қалай

құруға болады?

19-сұрақ. (483) Электр шамы арқылы 30 с ішінде өтетін заряд шамасын есепте.

20-сұрақ. (484) 10 мин ішінде шамасы 18 Кл заряд өткен амперметрдің көрсетуі

неге тең?

21-сұрақ. (485) Тізбектегі амперметрдің көрсетуі 1 мА болса, өткізгіштің

көлденең қимасынан 1 с ішінде заряд мәні қанша?

22-сұрақ. (486) Автобустың қозғалтқышын 300 А ток күшін тұтынатын

стартермен оталдырады. Аккумулятор істен шығып қалмауы үшін

стартер қысқа уақытқа ғана (15 с) іске қосылады. Осы уақытта

стартердің тізбегінен қанша заряд өтеді?

23-сұрақ. (489) 25 Кл заряд өткенде, ток күші 25 кА электрлік разряд қанша

уақытқа созылады?

24-сұрақ. (508) Ұзындығы 24,2 м, көлденең қимасының ауданы 0,5 мм² константан

сымының кедергісін есептеңдер.

25-сұрақ. (509) Кедергісі 24 Ом, ұзындығы 4,8 м нихром сымының көлденең

қимасының ауданы қанша?

26-сұрақ. (532) Электр үтігі кернеуі 220 В желіге қосылған. Үтіктің қыздыру

элементінің кедергісі 50 Ом болған жағдайда, ондағы ток күші неге

тең?

27-сұрақ. (536) Кедергісі 30 Ом электр шәйнегінің спиралі кернеуі 120 В электр

желісіне қосылған. Шәйнектің спираліндегі ток күшін табыңдар.

28-сұрақ. (537) Кернеуі 220 В желіге жалғанған жұмыс кезіндегі кедергісі 55 Ом

электрқыздырғыштың спираліндегі ток күшін есептеңдер.

29-сұрақ. (538) Штативтердің арасына қимасы 0,1 мм² никель сымы тартылған.

Амперметрдің көрсетуі 0,8 А. Осы сымның ұштарындағы кернеу неге

тең?

30-сұрақ. (539) Қорытпадан жасалған сымның қимасы 0,5 мм², ұзындығы 4 м, ал

оның ұштарындағы кернеу 9,6 В. Егер сымдағы ток күші 2 А болса,

қорытпаның меншікті кедергісі неге тең?

31-сұрақ. (544) Амперметрдің паспортында оның кедергісі 0,1 Ом деп жазылған.

Егер амперметр 10 А ток күшін көрсетсе, оның қысқыштарындағы

кернеу неге тең?

32-сұрақ. (547) Кедергісі 12 кОм вольтметр 220 В кернеуді көрсетіп тұр.Одан

өтетін ток күші неге тең?

33-сұрақ. (548) Ұзындығы 1 км, қимасының ауданы 0,5 мм², 8 мА ток өтіп тұрған

телеграф сымындағы кернеудің түсуін анықтаңдар. Сым болаттан

дайындалған.

34-сұрақ. (549) Кернеуі 12 В, ұзындығы 200 м, қимасы 0,5 мм² мыс сымнан өтетін

ток күшін есептеңдер.

35-сұрақ. (550) Ұзындықтары мен қималары бірдей болат және нихром

сымдарының ұштарына бірдей кернеу берілген. Қандай өткізгіштегі

ток күші көп және қанша есе?

36-сұрақ. (551) Массалары мен қималары бірдей мыс және никелин сымдарының

ұштарына бірдей кернеу түсіп тұр. Қай өткізгіштегі ток күші көп?

Өткізгіштерді

ІІІ. Жаңа сабақ.

Өткізгіштерді тізбектей қосу

Практикада қолданылатын электр тізбектерінің құрамында бірнеше электр энергиясын тұтынушы элементтер болуы мүмкін. Бұл элементтер бір-бірімен әрқалай қосылады, мысалы тізбектей немесе параллель.

Элементтерді тізбектей қосқанда, олар тібекке бірінен кейін бірі, тармақталмай қосылады. 41-суреттегі резисторлар осылай қосылған. Жалғаушы сымдарды көрсететін сызықтардың формасы әр түрлі болуы мүмкін, себебі тізбекті жалғаудың бір түріне бірнеше кескін сәйкес келуі мүмкін.

Тізбектің бірінші бөлігіне сәйкес келетін ток күшін - І₁, кернеуді - U₁ және кедергіні - R₁ деп (41, а-суреттегі бірінші резистор), ал І₂, U₂, R₂ - деп тізбектің екінші бөлігіндегі ток күшін, кернеуді, кедергіні белгілейік (41, а-суреттегі екінші резистор). Осы екі бөліктің толық кедергісін R, кернеуін U, ал ток көзінің ток күшіне сәйкес келетін толық ток күшін І деп белгілейік. Сонда толық ток күшінің, кернеудің және кедергінің тізбектің әр бөлігіндегі мәндерімен байланысы мынадай қатынастар түрінде өрнектеледі:

Осы қатынастардың растығына көз жеткізу үшін сәйкес тізбек құрап, амперметр мен вольтметрдің көмегімен өлшеулер жүргізу керек.

Сонымен, өткізгіштерді тізбектей қосқанда ток күші барлық жерде бірдей, тізбек кернеуі әр бөліктегі кернеулер қосындысына тең, ал толық кедергі жеке кедергілердің қосындысына тең болады. (16.1) - (16.3) - қатынастарымен берілген заңдылықтар тізбектей қосылған өткізгіштердің кез-келген саны үшін орынды.

(16.3) - теңдіктен тізбектей қосылған өткізгіштердің толық кедергісі жеке өткізгіштердің кедергісіне артық болатынын көруге болады. Бұл түсінікті де, себебі өткізгіштерді тізбектей қосып, біз олардың жалпы ұзындығын арттырамыз, ал ұзындық көбейген сайын кедергі де артады.

Бірдей n элементті (резисторлар, шамдар жєне т.б.) тізбектей қосқанда, олардың толық кедергісі R әрбір R₁ кедергіден п есе үлкен болады: R = nR₁. Бұл кезде толық кернеу U бірдей n-ге бөлінеді, демек тізбектің әрбір элементіне толық кернеуден n есе кіші U₁ - кернеу тура келеді. Мысалы кернеуі U ═ 220 В ток көзіне бірдей он шамды тізбектей қоссақ, онда оның әрқайсысында U₁═ U/10 ═ 22 В кернеу болады. Өткізгіштерді тізбектей қосудың ерекшеліктерінің бірі болып, олардың бірі істен шықса, онда олардың бәрінде ток болмайды. Мысалы, 42-суретте көрсетілген тізбектегі бір шамды бұрап шығарсақ, онда осы сәтте екінші шам да сөніп қалады. Егер жаңа жылдық шыршаны тізбектей жалғанған шамдардан тұратын жарқырауықпен (гирлянда) безендірсеңіздер олардың біреуі күйсе, онда бәрі бірдей сөніп қалады. Сондықтан күйген шамды анықтау үшін барлық шамдарды тексеру керек.

Өткізгіштерді параллель қосу

Өткізгіштерді параллель қосу үшін (резисторлар, шамдар және т.б.) олардың бәрін А және В нүктелер жұбына жалғау керек (43-сурет). Ток күшінің, кернеудің және кедергінің толық мәндерінің тізбек бөліктеріндегі мәндерімен байланысы тізбектей қосу кезіндегіден басқаша болады. Енді сәйкес формулалар мына түрде болады: I = I₁ + I₂, U = U ₁ = U ₂,

Осы қатынастардың растығын тексеру үшін, амперметр мен вольтметр қосылған тізбек жинап, өлшеулер жүргізу керек.

Өткізгіштерді параллель қосқанда тізбектің бөліктерінде кернеу бірдей болады, толық ток күші әр өткізгіштен өтетін ток күштерінің қосындысына , ал екі өткізгіштің толық кедергісі олардың көбейтіндісінің әрбір өткізгіш кедергілерінің қосындысына қатынасына тең болады.

Осы заңдылықтардың алғашқы екеуі параллель қосылған өткізгіштердің кез-келген саны үшін дұрыс болса, соңғысы тек қана екі өткізгіш үшін дұрыс.

Егер R₁ = R₂ болса, онда

Біз параллель қосылған бірдей екі өткізгіштің толық кедергісі бір өткізгіштің кедергісінен 2 есе аз болатынын көреміз. Бұл заңдылықтан параллель қосылған бірдей п элементтің (резисторлар, шамдар және т.б.) толық кедергісі әр кедергіден n есе аз болатыны белгілі. Демек, параллель қосылған өткізгіштердің саны артқан сайын толық кедергісі азая береді. Бұл қызық көрінуі мүмкін. Шын мәнінде таң қаларлық ештеңе жоқ, себебі өткізгіштерді параллель қосқанда олардың көлденең қималарының аудандары қосылып артады, ал өткізгіштің қимасының ауданы көбейген сайын, оның кедергісі кеми береді. Параллель қосылған бірнеше элементтің бірі істен шықса қалғаны жұмыс істей беретіндігі осылай қосудың ерекшелігі болып табылады. Мысалы, 44-суретте көрсетілген тізбектегі шамдардың бірін ажыратқанда, екіншісі жанып тұра береді.

Электр энергиясын тұтынушы элементтер - электрлік қыздырғыш құралдар, тоңазытқыштар, тігін машиналары, магнитофон, теледидар және т.б. желінің 220 В кернеуіне есептелген. Сондықтан олар желіге параллель қосылуы тиіс, тек қана осы жағдайда олардағы кернеу бірдей (220 В) болып, олардың бірін өшіргенде қалғаны жұмыс істей береді. 45-суретте пәтер электр желісінің қарапайым кескіні көрсетілген. Арасындағы кернеу 220 В болатын желі сымдары Ф және О әріптерімен белгіленген. Біріншісі - фазалық, екіншісі - нөлдік сым деп аталады. Нөлдік сым барлық құралдармен тікелей қосылады, ал фазалық сым қосқыштар арқылы жалғанады. Құралдар мен қосқыштарды осылай қосу адам қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

ІV. Бекіту. Есеп шығару (оқулықпен жұмыс)

№ 20(1). Суретте тізбектей жалғанған үш өткізгіштің сұлбасы берілген.

Кедергісі R₁=36 Ом өткізгіштегі кернеудің төмендеуі U₁=9 В. Кедергісі

R₂=64 Ом болатын өткізгіштің кернеуін және ұштарындағы кернеу 120В

болғандағы өткізгіштің R₃ кедергісін анықтаңдар.

№ 20(2). Суретте параллель жалғанған екі өткізгіштің сұлбасы берілген.

Кедергісі R₁=44 Ом өткізгіш арқылы I₁=5 А ток өтеді. I₂=0,8 А ток

өткендегі өткізгіштің R₂ кедергісін анықтаңдар.

VІ. Қорытындылау.

1. (557) Кедергісі 50 Ом электр шамына кедергісі 12 Ом реостат тізбектей жалғанған. Осы тізбектің сызбасын сызып, олардың қорытқы кедергісін анықтаңдар.

2. (571) Тізбек кедергілері 1,5 Ом және 10 Ом болатын параллель жалғанған өткізгіштерден тұрады. Оның жалпы кедергісін табыңдар.

3. Экспериментальды тапсырма: Электр тізбегін құрыңдар.

Қажетті құралдар: тұрақты ток көзі, реостат, электр шамы, амперметр, вольметр, кілт, жалғағыш сымдар.

V. Үй тапсырмасы.

§ 41. №20(3-8)

Пайдаланылған әдебиеттер.

1. Физика 8 сынып.

2. Физика есептер жинағы