Методическая разработка урока по технологии в 8 классе. Тема: Электрический ток и его использование

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Цели: познакомиться с основными характеристиками электрического тока, рассмотреть процесс его получения и варианты практического использования.

Предмет: технология.

Класс: 8.

Дата проведения: 07.02.2013 г.

Составитель: учитель технологии Черепанов А. В.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Повторение пройденного материала.

Опрос (письменный или устный) по пройденному материалу:

1. Назовите известные вам виды энергии.

2. Какими преимуществами обладает электрическая энергия перед другими видами энергии?

3. Какие типы электростанций вам известны? Какие виды энергии в них преобразуются в электрическую?

4. Что такое, по вашему мнению, технический прогресс?

5. Какая область знания об электричестве называется электротехникой?

3. Сообщение темы и цели урока.

4. Изложение программного материала.

1. Иллюстративный рассказ учителя.

Электрическая энергия, которую использует человек, не существует в природе в готовом для потребления виде. Её нельзя откопать, как полезное ископаемое - нефть или уголь. Поэтому необходимую для производственных и бытовых нужд электрическую энергию человек научился получать из других видов энергии: механической, тепловой, световой, энергии химического процесса.

Устройство, преобразующее какую-либо энергию в электрическую, называется источником (рис. 52, с. 82).

Основная часть используемой человеком электроэнергии вырабатывается из механической энергии специальными электромеханическими машинами - электрогенераторами.

В электрогенераторе механическая энергия турбины - вращающегося колеса специальной конструкции - преобразуется в электрическую энергию. Турбина вращается силой падающей воды - на гидростанциях, паром - на тепловых электростанциях, силой ветра - на ветряных электростанциях, двигателем внутреннего сгорания - на борту самолёта.

Источником электрической энергии на космических станциях являются фотоэлементы, преобразующие солнечную энергию в электрическую.

Переносными источниками электрической энергии являются гальванические элементы, аккумуляторы, а также батареи из них. В них электрическая энергия получается за счёт химического процесса взаимодействия разнородных металлов с особым веществом - электролитом. Существуют ещё малогабаритные механические генераторы, работающие от мускульной силы рук или ног человека, например, генератор для велосипедной фары.

Электроэнергия передаётся при помощи потока мельчайших заряженных частиц - электрического тока. В природе обнаружено два вида зарядов, условно названных положительными и отрицательными. Вокруг каждого из зарядов существует электрическое поле, за счёт которого одноимённые заряды отталкиваются друг от друга, а разноимённые притягиваются друг к другу.

Направленное движение электрических зарядов называется электрическим током.

Вещества, пропускающие электрический ток, называются проводниками. Вещества, не пропускающие электрический ток, называют диэлектриками или изоляторами.

За направление электрического тока условно принято движение положительных зарядов, которые перемещаются от положительного полюса источника тока к отрицательному по проводнику, подключенному к полюсам.

Количество зарядов (q), протекающих через поперечное сечение проводника за единицу времени, называется силой тока (I):

I = q/t.

Сила тока измеряется в амперах (А) - в честь французского учёного Андре Ампера.

В металлических проводниках ток образуется движением электронов, имеющих отрицательный заряд.

В газовой среде и жидкостях из-за более разреженной структуры вещества (в отличие от жёсткой кристаллической решётки металла) электрический ток образуется как за счёт электронов, так и за счёт ионов - положительных и отрицательных частиц атомов или молекул веществ.

Иными словами, когда мы говорим о работе тока, под этим подразумеваем, что его энергия преобразуется в какой-либо иной вид энергии: тепло, свет, химическую или механическую энергию. Чем больше поток электронов, тем значительнее ток и его работа. Иногда говорят, «сила тока» или просто «ток». Таким образом, слово «ток» имеет два значения. Оно обозначает само явление движения электрических зарядов в проводнике, а также служит оценкой количества электричества, проходящего по проводнику.

Ток (или значение тока) условно оценивают числом электронов, проходящих по проводнику в течение 1 с. Число это огромно. Через нить накала горящей лампочки электрического карманного фонарика, например, ежесекундно проходит около 2 000 000 000 000 000 000 электронов. Вполне понятно, что характеризовать ток количеством электронов неудобно, так как пришлось бы иметь дело с очень большими числами. За единицу электрического тока принят ампер (сокращённо пишут А). Так её назвали в честь французского физика и математика А. Ампера (1775-1836 гг.), изучавшего законы механического взаимодействия проводников с током и другие электрические явления. Ток 1 А - это ток такого значения, при котором через поперечное сечение проводника за 1 с проходит 6 250 000 000 000 000 000 электронов.

В математических выражения ток обозначают латинской буквой I или i (читается «и»). Например, пишут: I = 2 А или i = 0,5 А.

Наряду с ампером применяют более мелкие единицы значения тока: миллиампер (пишут мА), равный 0,001 А, и микроампер (пишут мкА), равный 0,000001 А, или 0,001 мА. Следовательно, 1 А равен 1000 мА, или 1000000 мкА.

Приборы, служащие для измерения токов, называют соответственно амперметрами, миллиамперметрами, микроамперметрами. Их включают в электрическую цепь последовательно с потребителем тока, т. е. в разрыв внешней цепи (рис. 49). На схемах эти приборы изображают кружками с присвоенными им буквами внутри: А (амперметр), мА (миллиамперметр) и мкА (микроамперметр), а рядом пишут РА, что означает измеритель тока. Измерительный прибор рассчитан на ток не больше некоторого предельного для данного прибора. Прибор нельзя включать в цепь, в которой течёт ток, превышающий это значение, иначе он может испортиться.

Ток называется постоянным, если он не меняется с течением времени ни по величине, ни по направлению. Ток, у которого сила и направление периодически изменяются, называется переменным.

У вас может возникнуть вопрос: как оценить переменный ток, направление и значение которого непрерывно изменяются? Переменный ток обычно оценивают по его действующему значению. Это такое значение тока, которое соответствует постоянному току, производящему такую же работу. Действующее значение переменного тока составляет примерно 0,7 амплитудного, т. е. максимального значения.

Практическое использование электрической энергии основано на некоторых физических явлениях, которыми сопровождается прохождение тока через проводник. Тепловое действие электрического тока широко используют в работе осветительных и электронагревательных приборов. Магнитное действие используют в измерительных приборах, электромагнитных реле, электромагнитных телефонах и громкоговорителях, электрических генераторах и двигателях.

Прохождение постоянного электрического тока через жидкие среды сопровождается химическими реакциями. Это свойство широко используется в аккумуляторах, применяется в электрометаллургии, при электрохимической обработке материалов и в опреснителях морской воды.

Электрический ток в газовой среде вызывает свечение газа. На основе этого явления работают дуговые источники света (например, в прожекторах). Электрический разряд в воздухе сопровождается не только свечением, но и повышением температуры электродов, что используют для сварки и резки металлов.

Устройства, в которых происходит преобразование электрической энергии в другие виды энергии - свет, тепло, механическую и химическую энергию, - называются приёмниками или потребителями электрической энергии, а в электротехнике - нагрузкой (рис. 53).

Чтобы электрическое устройство (нагрузка) работало, его необходимо соединить с полюсами источника тока. На практике источник с нагрузкой часто соединяют с помощью дополнительных проводников, в быту и электротехнике называемых проводами.

То, о чём мы говорили сейчас: 1) источник электрической энергии, 2) нагрузка и 3) соединительные провода - всё это вместе называется электрической цепью.

Это интересно

Ещё в Древней Греции было установлено, что янтарь после натирания шерстяной тканью притягивает лёгкие предметы. По-гречески слово «янтарь» звучит как «электрон». От этого слова и произошёл термин «электричество».

5. Итог урока.

1. Вопросы самоконтроля:

1. Что такое электрический ток и что такое сила тока, в каких единицах она измеряется?

2. Назовите носители тока в металлах, жидкостях и газах.

3. Что называют электрической цепью?

4. Перечислите основные элементы электрической цепи и функции, которые они выполняют при прохождении тока.

5. Узнайте, что является источником электрического тока в мотоцикле, автомобиле.

6. Какие электропотребители есть у вас дома?

7. За счёт чего можно экономить электроэнергию в быту и на производстве?

2. Домашнее задание: подготовить сообщение о ГЭС на территории Республики Башкортостан.