Физика электрического тока

План-конспект урока общеметодологической направленности по технологии деятельностного метода

Предмет: Электротехника

Курс: 2

Тема: Физика электрического тока

Базовый учебник: В.М. Прошин Электротехника М.: Издательский центр «Академия», 2012.

Цели урока:

Деятельностная формирование деятельностных способностей и способностей к структурированию и систематизации изучаемого предметного содержания.

Содержательная построение обобщённых деятельностных норм и способностей к выявлению теоретических основ развития содержательных методических линий курса.

Задачи:

Образовательные: научить учащихся вычислять силу, плотность и мощность тока по формулам, учить применять данные формулы при решении прикладных задач.

Развивающие: развить творческую деятельность (интуицию, пространственное воображение, смекалку); мыслительную деятельность (умения анализировать, обобщать, классифицировать)

Воспитательные: показать, что изучаемые понятия не изолированы друг от друга, а представляют определенную систему знаний, все звенья которой находятся во взаимной связи, сформировать эстетические навыки при оформлении записей, выполнении чертежей, стремление к самореализации.

Тип урока: урок общеметодологической направленности деятельностного метода

Формы работы учащихся: групповая, индивидуальная, фронтальная, парная

КМО: ноутбук, мультипроектор, презентация.

Межпредметная связь: физика, математика.

Время: 45 минут.

Образовательный уровень: 2

Ход урока.

1. Этап мотивации

Здравствуйте. Что бы понять работу электрических аппаратов, приборов и машин, надо знать, что такое электрический ток и откуда в природе берется электричество.

Вашему вниманию предлагается лекционная подача материала, в тетради необходимо сделать краткие записи, которые помогут в подготовке по теме.

Электротехника - это наука об основных законах физики в области электричества и его применения в промышленности и быту.

Годом ее основания принято считать 1802 г., когда академик В.В. Петров открыл и исследовал явление электрической дуги.

Изучая действия электрического тока с помощью созданной им огромной батареи элементов, он произвел такой опыт: присоединив к батарее два древесных угля, коснулся ими друг друга. Сверкнула искра. Петров раздвинул чуть-чуть угли, так, что между ними образовался промежуток. Но искра не погасла, она превратилась в ослепительно яркое пламя, сверкающим мостиком соединившее угли.

1820 г. - А.М. Ампер измерил силу взаимодействия между двумя пареллельными проводниками с током;

1826 - Г. Ом положил начало расчета электрических цепей;

1831 - М. Фарадей открыл явление электромагнитной индукции;

1834 - Б.С. Якоби построил электрический двигатель постоянного тока;

1875 - П.Н. Яблочков создал трансформатор;

1895 - А.С. Попов продемонстрировал возможности радиосвязи.

2. Этап актуализации опорных знаний учащихся

Фронтальный опрос.

Но прежде всего, давайте вспомним ранее изученный материал и ответим на следующие вопросы:

- Что такое атом? Опишите строение атома;

Ответ:

Атом - частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Атом состоит из атомного ядра и электронов.

- Как взаимодействуют электрические заряды между собой?

Ответ:

Заряды с одинаковым знаком (т. е. одноименные) отталкиваются друг от друга. Разноименные (заряды с разным знаком) притягиваются друг к другу.

- Что такое электровалентная связь?

Ответ:

Форма химической связи, обусловленная электростатическим взаимодействием заряженных ионов. Это притяжение ионов как разноименно заряженных тел.

- Какое бывает физическое (агрегатное) состояние вещества?

Ответ:

Традиционно выделяют три агрегатных состояния: твёрдое тело, жидкость и газ. К агрегатным состояниям принято причислять также плазму.

3.Освоение нового материала.

Электрический ток - это движение электрических зарядов. В электротехнических устройствах, машинах и аппаратах движение электрических зарядов имеет упорядоченный, направленный характер. Электрический ток в электротехнике - основная физическая величина. Электрический ток является носителем особого вида энергии - электрической энергии. Электротехника основывается на использовании разнообразных свойств электрического тока.

Итак, электрический ток - направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц. Такими частицами могут являться: в металлах - электроны, в электролитах - ионы (катионы и анионы), в газах - ионы и электроны.

Преимущества электрической энергии перед другими видами энергий:

- способность легко передаваться на любые расстояния;

- возможность деления на любые части;

- простота преобразования в другие виды энергий.

Исторически принято, что направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике. При этом, если единственными носителями тока являются отрицательно заряженные частицы (например, электроны в металле), то направление тока противоположно направлению движения заряженных частиц.

Электрический ток имеет количественные характеристики: скалярную - силу тока, и векторную - плотность тока.

- Вспомните, что называется скалярными и векторными величинами?

Ответ:

Скалярная величина- величина, каждое значение которой может быть выражено одним действительным числом. К скалярным величинам относятся длина, площадь, время, температура и т. д.

Векторная величина - физическая величина, являющаяся вектором, т.е. имеющая направление. Например, радиус.

Продолжим запись.

Сила тока - физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего за некоторое время через поперечное сечение проводника, к величине этого промежутка времени.

Сила тока в Международной системе единиц (СИ) измеряется в амперах (русское обозначение: А).

По закону Ома сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению , приложенному к этому участку цепи, и обратно пропорциональна его сопротивлению :

Плотность тока - вектор, абсолютная величина которого равна отношению силы тока, протекающего через некоторое сечение проводника, перпендикулярное направлению тока, к площади этого сечения, а направление вектора совпадает с направлением движения положительных зарядов, образующих ток.

Электрический ток применяется:

- получения механической энергии во всевозможных электродвигателях;

- получения тепловой энергии в нагревательных приборах, электропечах, при электросварке;

- получения световой энергии в осветительных и сигнальных приборах;

- возбуждения электромагнитных колебаний высокой частоты, сверхвысокой частоты и радиоволн;

- получения звука;

- получения различных веществ путём электролиза. Здесь электромагнитная энергия превращается в химическую;

- использование электрического тока в медицине;

- создания магнитного поля (в электромагнитах).

С электрическим током надо обращаться предельно осторожно. Тело человека является проводником электрического тока. Сопротивление человека при сухой и неповрежденной коже колеблется от 3 до 100 кОм.

Ток, пропущенный через организм человека или животного, производит следующие действия:

- термическое (ожоги, нагрев и повреждение кровеносных сосудов);

- электролитическое (разложение крови, нарушение физико-химического состава);

- биологическое (раздражение и возбуждение тканей организма, судороги)

- механическое (разрыв кровеносных сосудов под действием давления пара, полученного нагревом током крови).

Основным фактором, обуславливающим исход поражения током, является величина тока, проходящего через тело человека. По технике безопасности электрический ток классифицируется следующим образом:

- безопасным считается ток, длительное прохождение которого через организм человека не причиняет ему вреда и не вызывает никаких ощущений, его величина не превышает 50 мкА (переменный ток 50 Гц) и 100 мкА постоянного тока;

- минимально ощутимый человеком переменный ток составляет около 0,6-1,5 мА (переменный ток 50 Гц) и 5-7 мА постоянного тока;

- пороговым неотпускающим называется минимальный ток такой силы, при которой человек уже неспособен усилием воли оторвать руки от токоведущей части. Для переменного тока это около 10-15 мА, для постоянного - 50-80 мА;

- фибрилляционным порогом называется сила переменного тока (50 Гц) около 100 мА и 300 мА постоянного тока, воздействие которого дольше 0,5 с с большой вероятностью вызывает фибрилляцию сердечных мышц. Этот порог одновременно считается условно смертельным для человека.

4.Контроль усвоения:

Фронтальный опрос

Ответьте на вопросы:

- Что такое «Электротехника»?;

- Что изобрел П.Н. Яблочков?;

- Что называется электрическим током?;

- В чем измеряется сила тока в Международной системе единиц?;

- Как используется электрический ток в быту?;

- Что такое фибрилляционный порог?

5.Информация о домашнем задании.

6. Рефлексия в форме неоконченных фраз и вопросов:

Закончите предложения:

Сегодня на уроке я научился …

Сегодня мне было интересно …

Мне не понравилось…

Урок окончен. Спасибо за хорошую работу.