Ток күші Амперметр.

Физика пәнінен ашық сабақтар

 

Сабақтың тақырыбы:  Ток күші Амперметр.

Сабақтың мақсаты:

  1. Білімділік мақсаты: Ток күші және электр кернеуі ұғымдарын қалыптастыру, өлшем бірліктерін енгізу, амперметр және вольтметрдің жұмыс істеу принциптерімен таныстыру, сызба бойынша электр тізбегін құрастыру дағдыларын қалыптастыру.
  2. Дамытушылық мақсаты: Практикалық ситуацияда жедел шешім қабылдай білуге баулу.
  3. Тәрбиелік мақсаты: Адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу.

Сабақтың түрі: жаңа білімді қалыптастыру.

Сабақтың әдіс-тәсілдері: Әңгіме, кітаппен жұмыс, демонстрация, жаттығулар орындау

Сабақтың көрнекіліктері:плакаттар, суреттер, үлестірме қағаздар.

 

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі:

 

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.

  1. Электр тогы дегеніміз не?
  2. Электр тогы пайда болу және ұзақ сақталу үшін қажетті және жеткілікті шарттарға не жатады?
  3. Қандай құрылғыларды ток көздері деп атайды?
  4. ЭҚК деп нені айтады?

 

ІІІ.  Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою.

Бүгінгі сабағымызда ток күшімен электр кернеуімен танысамыз..

ІV. Жаңа материалды меңгерту:

Ток күші

Ғалымдар ток әсерін өз денесінен өткізіп байқайтын кездерден бері көп уақыт өтті. Қазір ол үшін амперметр деп аталатын құралдар қолданылады.

Амперметр – ток күшін өлшеуге арналған құрал. Ток күші дегеніміз не?

21, б-суретті қарайық. Онда электр тогы бар кезде зарядталған бөлшектер өтіп жатқан өткізгіштің көлденең қимасы көрсетілген. Металл өткізгіште бұндай бөлшектер электрондар болып табылады. ­Өткізгіш бойымен қозғалу процесінде элетрондар заряд тасымалдайды. Электрондар неғұрлым көп болса және олардың жылдамдығы жоғары болса, онда олар бірдей уақыт аралығында көбірек заряд тасымалдайды.

¤ткізгіштің көлденең қимасынан 1с ішінде қандай заряд өтетінін көрсететін физикалық шама ток күші деп аталады. ¤ткізгіштің көлденең қимасынан t = 2 с ішінде ток тасымалдаушы бөлшектер q = 4 Кл заряд тасымалдасын. Олардың 1с-та тасымалдайтын заряды 2 есе аз. 4 Кл-ды 2 с-қа бөліп, 2 Кл/с аламыз. Осы ток күші. Ол І әрпімен белгіленеді: I — ток күші.

Сонымен І – ток күшін табу үшін өткізгіштің көлденең қимасынан t уақыт ішінде өткен q – электр зарядын осы уақытқа бөлу керек:

Ток күшінің бірлігі француз ғалымы А. М. Ампердің (1775–1836) құрметіне ампер (A) деп аталған. Бұл бірліктің анықталу негізіне токтың магниттік әсері жатады. Біз оны қарастырмаймыз.

Егер ток күші І белгілі болса, онда t-уақыт ішінде өткізгіштің көлденең қимасынан өткен q-зарядты табуға болады. Ол үшін ток күшін үақытқа көбейту керек: q = It.

Алынған өрнектен электр зарядының бірлігі – кулон (Кл) анықталады: 1 Кл = 1 А · 1 с = 1 А · с.

Ток күші 1А болғанда өткізгіштің көлденең қимасынан 1с ішінде өткен заряд – 1 Кл.

Іс жүзінде ток күшінің амперден басқада туынды бірліктері қолданылады. Мысалы: миллиампер (мА) және микроампер (мкА):  1 мА = 0,001 A, 1 мкА = 0,000001 А. Айтып кеткеніміздей ток күшін амперметрмен (сондай-ақ, милли- және микроамперметрлермен) өлшейді. Жоғарыда, айтылған демонстрациялық гальвонометр қарапайым микроамперметр болып табылады. Амперметрдің құрылысы әр түрлі болады. Мектепте демонстрациялық тәжірибеге арналған амперметр 28-суретте берілген. Осы суретте оның шартты белгісі де (ішінде “A” – латын әрпі бар дөңгелек) көрсетілген.

Басқа да өлшеуіш құралдар сияқты амперметрді тізбекке қосқанда өлшенетін шамаға әсері елеулі болмау керек. Сондықтан, амперметр тізбекке қосылғанда ток күші өзгермейтіндей етіп жасалады. Техникада қолданылуына қарай шкалаларының бөлік құны әр түрлі амперметрлер қолданылады. Амперметр шкаласынан оның қандай ең үлкен ток күшін өлшей алатындығы көрінеді. Ток күші көбірек тізбекке құралды қосуға болмайды, ол күйіп кетуі мүмкін.

Амперметрді қосу үшін тізбекті үзіп, өткізгіштің бас ұштарын құрал клеммаларына қосады. Мына ережелерді орындау керек:

1) аперметрді ток күшін өлшейтін тізбек элементімен тізбектей қосу қажет;

2) амперметрдің «+» таңбалы клеммасына ток көзінің оң полюсынан келетін өткізгішті, «–» — таңбалы клеммасына теріс полюстан келетін өткізгішті қосу керек.

Амперметрді тізбекке зерттелетін элементтің қай жағынан (оң немесе сол) қосса да бәрібір. Бұған тәжірибеде көз жеткізуге болады (29-cурет). Лампадан өтетін ток күшін өлшегенде амперметрлердің екеуі де (оң және сол жақтағы) бірдей мән көрсетіп тұр.

Электр кернеуі

Біз электр тогы зарядталған бөлшектердің бағытталған қозғалысы екенін білеміз. Бұл қозғалысты осы кезде жұмыс жасайтын электр өрісі тудырады. Токты тудыратын электр өрісінің жұмысын ток жұмысы деп атайды:

А — ток жұмысы. Бұл жұмыс тізбектің әр бөлігінде әр түрлі, бірақ ол сол бөліктерден өтетін зарядқа пропорционал. Тізбек бөлігінде заряд тасымалдауға жұмсалатын ток жұмысының мөлшерін көрсететін физикалық шаманы осы бөліктің электрлік кернеуі (немесе жай кернеу) деп атайды.  Тізбек бөлігінде q = 2 Кл зарядты тасымалдау үшін А = 10 Дж жұмыс жасалсын. 1 Кл зарядты тасымалдау үшін жұмсалатын жұмыс 2 есе аз болар еді. 10 Дж — ды 2 Кл-ға   бөліп 5 Дж/Кл аламыз. Осы тізбек бөлігінің кернеуі болып табылады. Кернеуді U әрпімен белгілейді. U — кернеу. Сонымен, тізбек бөлігінің U кернеуін табу үшін А — ток жұмысын осы бөліктен өтетін

q — зарядқа бөлу керек:

 

Ең алғаш ток көзін жасаған А. Вольтаның құрметіне кернеу бірлігі ретінде вольт (В) алынған. 1 В — бұл электр өрісі тізбек бөлігінде 1 Кл зарядты тасымалдауға 1 Дж жұмыс жасайтын кернеу. Егер тізбек бөлігінің кернеуі 10 В болса, онда тізбек бойымен 1 Кл зарядты тасымалдау үшін 10 Дж жұмыс жасалады. Іс жүзінде вольттан басқа (еселік және бөліктік) кернеу бірліктері де қолданылады. Мысалы, киловольт және милливольт: 1 кВ = 1000 В, 1 мВ = 0,001 В.

Кернеуді өлшейтін құрал вольтметр деп аталады. Вольтметрлердің құрылымы әр түрлі. Демонстрациялық мектеп вольтметрі 30-суретте кескінделген. Осы суретте оның шартты белгісі де келтірілген. Тізбекке вольтметрді қосқанда мынадай ережелерді орындау қажет: 1) вольтметр клеммаларын арасындағы кернеуді өлшеу қажет болатын тізбек нүктелеріне қосу керек (керекті тізбек бөлігіне параллель); 2) вольтметрдің «+» таңбалы клеммасын ток көзінің оң полюсін жалғанған тізбек нүктесіне, ал «–» таңбасы клеммасын ток көзінің теріс полюсі жалғанған нүктеге қосылады.

Егер ток көзінің кернеуін өлшеу керек болса, онда вольтметрді оның қысқыштарына тікелей жалғайды (31-сурет). Басқа жағдайларда, мысалы кернеуін өлшегенде 32-суретте көрсетілгендей қосу керек.

  1. ДК.Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.

 

  1. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру:
  2. Ток күші деп нені айтады?
  3. Ток күшінің бірлігіне нені қабылдайды?
  4. Ток күшін қандай құралмен өлшейді?
  5. Электр кернеуі деп нені айтады?
  6. Кернеуді қалай өлшейді?

VII.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §36. 37