Elektrik mühendisliği ve elektronik Doğrusal DC devreleri. ve tüketilen enerjinin maliyeti

Ders konusu:

Ders konusu:

İş ve güç elektrik akımı

1. Elektrik voltajını belirtmek için hangi harf kullanılır?

• 1) ben 2) U 3) R 4) q

2. Elektrik direncinin ölçü birimine ne denir?

• 1) Joule 2) Amper 3) Ohm 4) Volt

3. Mevcut gücü belirtmek için hangi harf kullanılır?

• 1) Bir 2) I 3) V 4) R

4. Seri olarak bağlanan tüm iletkenler için aşağıdaki değerlerden hangisi aynıdır?

• 1) voltaj 2) akım 3) direnç 4) yük

5. İletkendeki akım gücü:

• 1) iletkenin uçlarındaki voltaj ve direnciyle doğru orantılı
• 2) iletkenin uçlarındaki voltaj ve direnci ile ters orantılı
• 3) iletkenin uçlarındaki voltajla doğru orantılı ve direnciyle ters orantılı
• 4) iletkenin direnciyle doğru orantılı ve direnciyle ters orantılıdır.

• 1. 2)
• 2. 3)
• 3. 2)
• 4. 2)
• 5. 3)

Elektrik akımı çalışması

Devrenin herhangi bir bölümündeki elektrik akımının çalışmasını belirlemek için devrenin bu bölümünün uçlarındaki voltajın çarpılması gerekir. elektrik şarjı, içinden geçti.

bir = U * q

Bir iş,

U – Gerilim,

q – Elektrik yükü.

Bir elektrik akımının işi, akımın gücü, voltajı ve akımın akması için geçen süre ile orantılıdır.

bir = ben * U * t

A – Elektrik akımının çalışması,

I – Mevcut güç,

U – Gerilim,

t – Mevcut geçiş süresi

Elektrik akımı çalışması

İş birimi: Joule (J)

1 Joule = 1 Volt * 1 Amper * 1 saniye

1 J = 1 V * 1A * 1s

Joule'ün katları olan iş birimleri: hektojoule, kilojoule, megajoule.

Eşit işi Joule cinsinden ifade edin

Bir devredeki akımın işini ölçmek için gerekli aletler:

Voltmetre

Ampermetre

Güç

Güç sayısal olarak birim zamanda yapılan işe eşittir.

P – Güç

Güç

Güç ünitesi: Watt (W)

1 Watt = 1 Volt * 1 Amper

1W = 1V * 1A

Güç birimleri, Watt'ın katları: hektowatt, kilowatt, megawatt.

Gücü Watt cinsinden şuna eşit olarak ifade edin:

Elektrik akımı ne kadar iş yapar ampul 3 dakika içinde. Elektrik akımının gücünü hesaplayın.

İsim

Harf tanımı

Birim

Elektrik şarjı

Temel formül

Mevcut güç

Tanım

Gerilim

Rezistans

Elektrik akımı çalışması

Güç

Refleks

Cümleye devam edin:

• Bugün sınıfta öğrendim...

• Şimdi yapabilirim …

• İlginçti…

• Bugünkü derste kazanılan bilgiler faydalı olacaktır...

“İş ve akım gücü” - Elektrik akımı gücü, akımın birim zaman başına yaptığı iştir. Elektrik akımının çalışması. Sorunları çözerken formülleri uygulamayı öğrenin. Tüketilen enerjiyi hesaplayın (1 kWh'nin maliyeti 1,37 ruble). James Watt. Elektrik akımının işi ve gücü. Onaltı Mart Harika bir çalışma.

“Mekanik iş ve güç” - Güç” Geliştirin mantıksal düşünme, hesaplama problemlerini çözme becerisi. Watt James (1736-1819) İskoç mühendis ve mucit. Sorun 1. Bir pompa 5 metreküp hacmindeki suyu 10 dakikada dışarı pompalıyor. Hazırlayan: Nedyakina E. Ve fizik öğretmeni. “Mekanik iş” konusunda edinilen bilgileri tekrarlayın ve pekiştirin.

“Elektrik akımıyla ilgili sorunlar” - Elektrik akımı. Sınav. İkinci seviye görevler. 2. 220V voltaj için tasarlanmış 60 W ve 100 W gücünde iki lamba bulunmaktadır. Fizik dersi: “Elektrik” konusunda genelleme. Rezistans. Dersin amacı: Akımın çalışması. Gerilim. Mevcut güç. Temel formüller. Birinci seviye görevler. Terminolojik dikte.

“Elektrik devreleri, 8. sınıf” - 3. Saat. 5. Avantajları ve dezavantajları nelerdir? seri devre? 4. Seri elektrik devresinin toplam direnci nasıl hesaplanır? Paralel? Ölçek. 1. Ampermetre. Peki ya iş? Birimler. Q – elektrik yükü. Elektrik akımının işini ölçmek için üç alete ihtiyaç vardır: 2. Akımın gücü devrenin farklı kısımlarında değişebilir mi?

“Elektrik direnci derecesi 8” - Sebep. Elektrik direnci - R. İletken uzunlukları - l Kesit alanı - S Maddeler - r. Farklı iletkenler farklı dirençlere sahiptir. - Değer sabittir ve U veya I'ye bağlı değildir. "İletkenlerin elektrik direnci" konulu sunum. Elektrik direnci bağlıdır.

Bir elektrik devresinde enerji ve güç doğru akım. EMF'nin tanımından, kaynak tarafından yapılan işin elektrik enerjisi yani kaynaktaki dış kuvvetlerin yükleri ayırmak için yaptığı iş şuna eşittir: Doğru akımın tanımından, t süresi boyunca iletkenin kesitinden geçen yük miktarının şuna eşit olduğu sonucu çıkar: burada E - (EMF) elektrik hareket gücü, İÇİNDE; A – bir yükü hareket ettirirken dış kuvvetlerin çalışması (J); q – şarj, (C). burada I elektrik akımıdır, (A); q – yük, (C); t – zaman(lar).

Önceki iki formülü birleştirerek, elektrik enerjisi kaynağının t süresi boyunca yaptığı işi elde ederiz: Yük direncinde, yani. U voltajındaki ve I akımındaki elektrik enerjisi alıcısı iş yapar (enerji tüketilir): Enerji birimi 1 joule'dür (1 J); 1 joule, 1 watt-saniyeye eşittir (1 J = 1 W s). Enerji bazen kilowatt-saat cinsinden ifade edilir (elektrik sayaçlarında) 3,6·10 6 J = 1 kWh.

Joule Lenz kanunu: Bir iletkenden doğru akım geçtiğinde, elektrik enerjisi termal enerjiye dönüşür ve açığa çıkan ısı miktarı elektriksel kuvvetlerin çalışmasına eşit olacaktır: Açığa çıkan ısının ölçüm birimi 1 joule'dür (1 J) .

Güç dengesi Elektrik enerjisi kaynaklarının ürettiği güç, bu enerjiyi diğer enerji türlerine dönüştürme gücüne eşittir. Bu, elektrik devresinin güç dengesi ile ifade edilir; sol tarafta kaynaklar tarafından geliştirilen güçlerin toplamı, sağ tarafta ise tüm alıcıların güçlerinin toplamı ve kaynaklar içindeki geri dönüşü olmayan enerji dönüşümleri (kayıplardan kaynaklanan kayıplar) gösterilir. iç dirençler).

Verimlilik Katsayısı yararlı eylem Bir elektrik devresinin (verimliliği), alıcı gücünün (faydalı) tüm tüketicilerin toplam gücüne oranıdır. Sorun 2.2. 30 dakika içerisinde elektrik tesisatı 220 V DC şebekeye bağlandı, devreden 4,5 A akım aktı, ısıtıcı verimliliği η = 0,6. Isıtıcının çalışması sırasında ne kadar ısı açığa çıktı? 1) Elektrik tesisatının gücünü belirleyiniz: W, 2) Isı miktarını belirleyiniz: kJ.

Elektrik devresinin çalışma modları Yük direncinin değerine bağlı olarak elektrik devresi çeşitli modlarda çalışabilir: 1. nominal (a) 2. uyumlu (a) 3. yüksüz (b) 4. kısa devre (c) ) E Rin RнRн E RнRн E RнRн Iкз a) b) c)

Nominal mod, devre elemanlarının tasarım veri ve parametrelerine karşılık gelen koşullar altında çalıştığı tasarım modudur. Gerilim, akım ve güçlerin nominal değerleri ürün veri sayfalarında belirtilmiştir. Nominal gerilimler standartlaştırılmış ve 1000 V'a kadar olan ağlar için eşittir: 27, 110, 220, 440 V - doğru akımda; 40, 127, 220, 380, 660 V – tek fazlı alternatif akım. RнRн E Rin

Bir elektrik enerjisi kaynağı için nominal güç değeri, kaynağın verebileceği maksimum güçtür. normal koşullar iş, yalıtımın bozulması ve aşılması tehlikesi olmadan harici bir devreye aktarılabilir izin verilen sıcaklıkısıtma Motorlu tüketiciler için nominal güç değeri, normal çalışma şartlarında mil üzerinde geliştirebilecekleri güçtür. RнRн E Rin

Yüksek güçlü devreler için koordineli modda çalışmak ekonomik açıdan uygun değildir. Eşleştirilmiş mod, verimliliğin önemli olmadığı ancak yükte daha fazla güç elde edilmesinin gerekli olduğu düşük güçlü devrelerde kullanılır. Güçlü devrelerde Rin

Rölanti, elektrik devresinin açık olduğu ve yükteki akımın I 0 olduğu bir moddur. Kaynak terminallerindeki voltaj en büyük olacak ve EMF'ye eşit kaynak: burada Uхх boşta kaynaktaki voltajdır, (V); E - kaynak emf, (V). Bu mod kaynak emf'yi ölçmek için kullanılır. E Rin RnRn Uхх

Kısa devre, kaynak terminallerinin birbirine sıfır dirençli bir iletken ile bağlandığı bir moddur. Devredeki akım maksimuma ulaşma eğilimindedir, kaynaktaki voltaj ve yük direnci sıfırdır. burada Ukz kaynaktaki voltajdır kısa devre E Rin RnRn Isk

Dahili elektrik direnci ideal kaynak voltaj 0'dır ve iç direnç Gerçek bir voltaj kaynağının I-V karakteristiği 0'a yönelmeli, bu durumda gerçek kaynağın I-V karakteristiği ideal kaynağın I-V karakteristiğine yönelecektir, yani. yükten bağımsız olacaktır.

İdeal akım kaynakları ve EMF sonsuz güç kaynaklarıdır. Gerçek bir elektrik enerjisi kaynağı, bir emk veya akım kaynağına sahip eşdeğer bir devre ile temsil edilebilir. Bu, enerjinin korunumu yasasına dayanarak mümkündür (enerji yoktan var olamaz ve hiçbir yere kaybolamaz, yalnızca bir formdan diğerine geçebilir). Bu durumda kaynağın geliştirdiği güç Pi, yüke iletilen güce PH ve kaynak içindeki güç kaybına P HV eşittir. R H >> R HV yüküne sahip gerçek kaynaklar, boş moda yakın modlarda çalışır; ideal bir EMF kaynağı rejimine yakın rejimlerde. Yük direnci R H > R olduğunda, HV'ler yüksüz moda yakın modlarda çalışır; ideal bir EMF kaynağı rejimine yakın rejimlerde. Yük dirençli R N

Akıntının yönü hakkında. Elektrik mühendisliğinde akımın artıdan eksiye doğru aktığı genel olarak kabul edildi. Benjamin Franklin (1760) Tüm temel formüller ve kurallar bu kurala göre formüle edildi. Bir süre sonra, iletkenlerdeki yüklerin taşıyıcısı olan elektron keşfedildi. John Thomson (1896) Bir elektronun (- 1,6 * C) koşullu negatif yükü vardır ve bu nedenle bir elektrik enerjisi kaynağının negatif terminalinde biriken, devre kapatıldığında pozitif terminale ulaşmak için acele eder. Onlar. elektron koşullu bir eksiden koşullu bir artıya hareket eder. Tüm kuralların değiştirilmesi gerekeceğinden, hesaplamalar için akımın koşullu pozitif yönünü artıdan eksiye - pozitif yüklü parçacıkların hareketine - bırakmaya karar verdiler.

Elektrik enerjisi alıcılarındaki voltajın pozitif yönü, AC R UAСUAС I akımının seçilen pozitif yönüne denk gelen yön olarak alınır. Elektrik voltajı Kaynağın dışındaki yol boyunca A ve C noktaları arasındaki potansiyel farka denir. burada U AC, A ve C noktaları arasındaki potansiyel farktır, (B); φ A – A noktasının potansiyeli, (B); φ C – C noktasının potansiyeli, (V).

Ohm Yasası (1827) Ohm Yasası, bir devrenin bölümleri arasındaki akım, voltaj ve direnç arasındaki ilişkiyi tanımlar. Devrenin kaynak içermeyen her bölümü için Ohm yasası şu şekildedir: burada I elektrik akımıdır, (A); U – voltaj, (V); R – devre bölümünün direnci, (Ohm). Kaynağın emf'sinin yönü kaynağın içindeki bir okla, akım kaynağındaki akımın yönü ise içindeki oklarla gösterilir. Kaynak emf'nin terminalleri arasındaki U geriliminin yönü +'dan -'ye doğru yönlendirilir, yani. emk yönünün tersidir.

Sorun 2.3. Her bir pilin emf'si E = 1,45 V ve iç direnci R HV = 0,5 Ohm ise, üç pilden ve R = 30 Ohm dış dirençten oluşan bir devrede hangi akım akacaktır? Dış direnç 2 ohm'a düştüğünde U AB voltajı nasıl değişecek? 1) R=30 Ohm’da devredeki akımı belirleyin: A,

Sorun 2.3. Her bir pilin emf'si E = 1,45 V ve iç direnci R HV = 0,5 Ohm ise, üç pilden ve R = 30 Ohm dış dirençten oluşan bir devrede hangi akım akacaktır? Dış direnç 2 ohm'a düştüğünde U AB voltajı nasıl değişecek? 2) U AB: V'yi belirleyin.

Sorun 2.3. Her bir pilin emf'si E = 1,45 V ve iç direnci R HV = 0,5 Ohm ise, üç pilden ve R = 30 Ohm dış dirençten oluşan bir devrede hangi akım akacaktır? Dış direnç 2 ohm'a düştüğünde U AB voltajı nasıl değişecek? 3) R=2 Ohm'da devredeki akımı belirleyin: A,

Sorun 2.3. Her bir pilin emf'si E = 1,45 V ve iç direnci R HV = 0,5 Ohm ise, üç pilden ve R = 30 Ohm dış dirençten oluşan bir devrede hangi akım akacaktır? Dış direnç 2 ohm'a düştüğünde U AB voltajı nasıl değişecek? 4) U AB: V'yi belirleyin. Yük direnci azaldıkça R yükü üzerindeki U AB voltajı da azaldı.

Sorun 2.4. Üç pilden ve R = 2 Ohm dış dirençten oluşan bir devrede, her pilin emf'si E = 1,45 V ve iç direnç R HV = 0,5 Ohm ise, elemanlardan biri ters bağlandığında hangi akım akacaktır? diğer ikisi? 1) Devredeki R=2 Ohm'daki akımı belirleyin: A,

(1) ve (2) ifadelerinden devrenin aktif kısmındaki akım için genel bir ifade yazabiliriz (3) (1) (2) (3) Bu ifadeye genelleştirilmiş Ohm kanunu denir. Bundan, devrenin aktif bölümünün akımının, voltajının ve emf'sinin cebirsel toplamına eşit olduğu ve bölümün direncine bölündüğü sonucu çıkar. EMF ve gerilim, yönleri akımın yönüne uygunsa + işaretiyle, yönleri akımın yönüne zıt olduğunda – işaretiyle alınır.

Kirchhoff Yasaları (1845) Kirchhoff'un birinci yasası bir elektrik devresinin düğümlerine uygulanır. Doğru akım devreleri için şu şekilde okunur: bir elektrik devresinin bir düğümündeki akımların cebirsel toplamı sıfıra eşittir; burada Ik, k dalının elektrik akımıdır (A); n – bu düğüme bağlı dalların sayısı. Bir düğüme (gelen) yönlendirilen akımlar genellikle pozitif, düğümden (giden) ise negatif olarak alınır. Kanun, sabit akımlarda elektrik devresi düğümünde yüklerin birikmediği gerçeğini açıklamaktadır. Kirchhoff Yasaları (1845) Kirchhoff'un ikinci yasası elektrik devrelerine uygulanır. Doğru akım devreleri için şunu belirtir: dallanmış bir elektrik devresinin herhangi bir devresindeki kaynakların emk'sinin cebirsel toplamı, bu devrenin tüm elektrik dirençlerindeki voltaj düşüşlerinin cebirsel toplamına eşittir. burada E s, s. kaynağın emk'sidir, (B), I k, k dalının elektrik akımıdır, (A); R k, k dalındaki elektrik direncidir. m devredeki dalların sayısı, n ise EMF kaynaklarının sayısıdır.

Kirchhoff yasaları (1845) EMF'nin yönü, devrenin seçilen geçiş yönü ile çakışıyorsa, bu tür bir EMF artı işaretiyle, aksi takdirde eksi işaretiyle yazılır. Dallardaki akımlar devrenin seçilen geçiş yönü ile çakışıyorsa, bunların elektrik direncine göre çarpımı artı işaretiyle, aksi takdirde eksi işaretiyle yazılır. Yasa, devrenin etrafında dolaşırken ve başlangıç ​​​​noktasına dönerken, ikincisinin potansiyelinin değişemeyeceği, aksi takdirde enerjinin korunumu yasasına uyulmayacağı gerçeğini açıklar.

Kirchhoff yasaları (1845) Abdc konturu için Kirchhoff'un ikinci yasası EMF E 2 formunu alacaktır, bu durumda yönü konturu geçmenin seçilen yönü ile çakışmadığı için eksi işaretiyle alınır (saat yönünde. Sağda). ifadenin yanında, tüm ürünler artı işaretiyle alınır, çünkü dallardaki akımlar devreyi bypass etme yönüyle çakışır ve R 4 ·I 4 ürünü, I 4 akımı çakışmadığı için eksi işaretiyle alınır. devreyi bypass etme yönü ile.

8. sınıfta fizik dersi.

, fizik öğretmeni, Nikitinskaya Ortaokulu

Konu: M elektrik akımı gücü.

Ders türü:birleştirildi.

Dersin Hedefleri:Elektrik akımının gücü kavramını ortaya çıkarır, elektrik akımının gücünün hangi faktörlere bağlı olduğunu öğrenir, gücü belirleme yöntemlerini ortaya koyar.

Görevler:

eğitici:

Eğitici:

“Elektrik akımı” konusundaki mevcut bilgileri pekiştirmek.

kavramları tanımak

Bir elektrik devresindeki süreçleri açıklama yeteneğini geliştirmeye devam edin.

iletişimsel niteliklerin oluşumu, iletişim kültürü

Çalışılan konuya ilginin geliştirilmesi

Sınıfta merakı ve aktiviteyi teşvik etmek

performansın geliştirilmesi

Eğitici:

bilişsel ilginin gelişimi

entelektüel yeteneklerin gelişimi

Çalışılan materyaldeki ana şeyi vurgulama becerilerinin geliştirilmesi

Çalışılan gerçekleri ve kavramları genelleştirme becerilerinin geliştirilmesi

Çalışma biçimleri:önden, küçük gruplar halinde çalışın, çiftler halinde çalışın, bireysel.

Eğitim araçları:

Ders Kitabı “Fizik 8” A.V. Perişkin

7-9. Sınıflar için fizik problemlerinin toplanması, A.V. Peryshkin,

Broşürler (test sayfaları, pratik görevler).

Elektrik akımı kaynakları.

Ampermetreler.

Voltmetreler.

Ampuller.

Kabloların bağlanması.

Sunum “Elektrik akımı gücü”.

Bilgisayar.

Konuya ilişkin çizimler.

Ders planı:

Zamanı organize etmek.

Ekspres anket

Evreleme eğitim görevleri

Sorunun işbirlikçi keşfi

Yeni bir eylem yöntemi tasarlamak.

Belirli problemleri çözme aşamasına geçiş

Tamamlama aşamasında kontrol eğitici konu

Ev ödevi.

Eğitim teknolojileri ve öğretim yöntemleri: BİT teknolojisi, araştırma, probleme dayalı öğretim yöntemleri, öğrenci merkezli öğrenmenin unsurları, farklılaştırılmış öğrenme

Kullanılmış Kitaplar:

Peryshkin A.V. ders kitabı “Fizik 8”

Lukashk “Fizik 7 - 9. Sınıflardaki problemlerin toplanması”, Moskova, “Drofa”, 2008.

V.A. Orlov “Fizik 7 - 8. Sınıflarda Tematik Testler”, Moskova, “Verbum - M”, 2001.

G.N. Stepanova, A.P. Stepanov “Fizik 5 - 9. Sınıflarda soru ve problemlerin toplanması”, St. Petersburg, “Valeria SPD”, 2001.