Токтың жұмысы мен қуаты. Электр тоғының жылулық әсері.

Сабақтың мақсаты: оқушылардың ой-өрісін кеңейту, өздігінен қорытынды шығаруға машықтандыру, ойын тұжырымдату, қиялдату, ойын, өз пікірін еркін айтуға үйрету.
Оқушыларды отан сүйгіштікке, туған жерді  қорғауға тәрбиелеу.

Сабақтың көрнекілігі: сызбалар, таблицалар, карточкілер, презентациялық материалдар.

Сабақтағы құрал-жабдықтар: интерактивті тақта, амперметр, вольтметр, кілт, реостат, өткізгіштер, ток көзі.

Сабақтың түрі:  саяхат сабақ

Сабақтың типі: аралас сабақ

Сабақтың әдісі: әңгімелеу, түсіндіру, СТО технология әдістері, презентация, оқулықтар, үлестірмелі материалдар

Сабақтың жоспары:

1.    Ұйымдастыру кезеңі (3 мин)
2. II. Үй тапсырмасын еске түсіру (8 мин)

а) Өткенге шолу  (Сұрақ – жауап) , есеп шығару

III. Жаңа сабақты түсіндіру (3 мин)

а) Постермен жұмыс (13 мин)

1. Жаңа сабақты бекіту, қорытындылау

а) Кестені толықтыр (3 мин)

                                           б) «Өзіңді тексер» әдісі, есеп шығару (6 мин)

                                           в) «Мозайка»  әдісі, формула құрастыру (4 мин)

1. Кері – байланыс әдісі (2 мин)
2. Үй тапсырмасын беру (1 мин)

VII. Бағалау (2 мин)

Сабақтың барысы: 

І. Ұйымдастыру кезеңі: Студенттермен амандасу, тізім бойынша тексеру. (Абай Құнанбаевтың «Әсемпаз болма әрнеге» атты өлеңімен студенттерді 3 топқа бөліп аламын) Алдымен үйге беріген тапсырманы еске түсірейік, толықтай дайын екендеріңізге сенімдімін!

ІІ. Үй тапсырмасын еске түсіру, бекіту:

Өткенге шолу:  (Сұрақ – жауап)

1. Электр тогы дегеніміз не? (электр зарядтарының кез-келген реттелген қозғалысы)
   2. Өткізгіштік ток дегеніміз не? (ток өткізетін орталарда электр өрісі әрекетінен еркін зарядтардың реттелген қозғалысынан пайда болатын электр тогы)
2. Электр тогының пайда болуының қажетті шарттарын ата? (1 — берілген ортада еркін ток тасымалдаушылардың, яғни ортада реттеліп қозғала алатын зарядталған бөлшектердің болуы; 2 — берілген ортада энергиясы электр зарядтарының реттелген қозғалысына

жұмсалатын сыртқы электр өрісінің болуы).

4. Электр тізбегінің негізгі бөлігіне не жатады? ( ток көзі, жалғағыш сымдар, тізбекті қосып, ажырататын элементтер, ток тұтынушылар жатады).
5. Ток күші дегеніміз не? (өткізгіштің көлденең қимасы арқылы бірлік уақыт ішінде қандай заряд өтетінін көрсететін физикалық шаманы айтады).
6. ток күшінің формуласы? ( I=∆q/∆t )

ЕСЕПТЕР

1. Кедергілері 600 Ом және 6000 Ом реостаттарды кернеуі 220 В тізбекке қосуға бола ма? Бірінші реостат  250 мА, ал екіншісі  2А токқа арналған.
2. Ток көзінің ішкі кедергісі 1,5 Ом ға тең. Тізбектегі ток күші 0,5А. Сыртқы тізбектегі жүктеме кедергісі 7,5 Ом болса, ток көзінің ЭҚК-і қандай болады? Жүктемедегі кернеу неге тең?
3. Электор лампасының спираліндағы ток күші 0,5 А, ал оның ұштарындағы кернеу 2В. Спиральдың кедергісі неге тең?

ІІІ. Жаңа сабақты түсіндіру: Жаңа сабаққа көшу үшін берілетін сұрақтар (сұрақ қою техникасы)

1. Елімізде 2017 жылы не өтейін деп жатыр? (ЭКСПО 2017 көрмесі)
2. Осы көрменің тақырыбы қалай аталады? (Болашақ қуаты)
3. Осы қуат деген сөзді бұрын естулерің барма? (7 сыныпта механикалық қуат)
4. Қуат неге байланысты? (жұмыс)

(Осылай сұрақтарға жауап бере отырып оқушылар өздері жаңа сабақтың тақырыбы мен мақсатын біледі)

Токтың жұмысы: Зарядталған бөлшектердің өткізгіш бойымен реттелген қозғалысында электр өрісі жұмыс өндіреді. Осы жұмысты тоқтың жұмысы деген атау келісілген. Тізбектің қалаған бөлігін қарастырайық. Бұл біртекті өткізгіш болуы мүмкін, мысалы қыздыру шамының қылы, электр двигателінің орамдары және т.б. ∆t уақытта өткізгіштің көлденең қимасы арқылы ∆q заряд өтеді делік. Сонда электр өрісі А=∆qU жұмыс өндіреді.

Ток күші  болғандықтан, жұмыс мынаған тең:  A=IU∆t

      Тізбектің бөлігіндегі токтың жұмысы ток күшінің кернеуге және жұмысы өндіруге кеткен уақытқа көбейтіндісіне тең.

Энергияның сақталу заңы бойынша бұл жұмыс қарастырып отырған тізбектің бөлігіндегі энергияның өзгерісіне тең болуы тиіс. Сондықтан тізбектің осы бөлігіндегі энергия токтың жұмысына тең.

Егер A=IU∆t формулада тізбектің бөлігі үшін Ом заңы бойынша не кернеуді ток күші арқылы, не ток күшін кернеу арқылы өрнектесек ток жұмысы үшін өзара эквивалентті үш формула аламыз: A=IU∆t=I²R∆t= =Q

A= I²R∆t формуласын өткізгіштерді тізбектей қосқанда пайдалану қолайлы, себебі бұл жағдайда барлық өткізгіштердегі ток күші бірдей. Параллель қосуда  A=  формуласын пайдалану қолайлы, себебі барлық өткізгіштердегі кернеу бірдей.

ХБ жүйесінде жұмыс джоульмен (Дж) өлшенеді:  1 Дж = 1А*1В*1с
Көбіне жұмыс ватт-сағатпен немесе киловатт-сағатпен өрнектеледі: 1Вт·сағ=3. 6·103 Дж; 1кВт·сағ=103Вт·ағ=3,6·106Дж. Токтың жұмысын өлшеуге арналған құрал электр есептеуіш деп аталады.

Электр тоғының жылулық әсері, Джоуль-Ленц заңы: Тогы бар өткізгіштің қоршаған ортаға бөліп шығаратын жылуының мөлшерін анықтайтын заңды бірінші болып ағылшын ғалымы Д.Джоуль мен орыс ғалымы Э.Х.Ленц тәжірибе жүзінде тағайындады. Джоуль-Ленц заңы былайша тұжырымдалады: тогы бар өткізгіштің бөлініп шығатын жылуының мөлшерін ток күшінің квадраты, өткізгіштің кедергісіне және өткізгіш бойымен ток жүретін уақыттық көбейтіндісіне тең:   Q=I²R∆t

Біз бұл заңда энергияның сақталу заңына негізделген талдау жүргізу арқылы алдық жоғарыда көрсетілген тізбектің бөлінде қандай өткізгіш жалғанса да бәрібір, ондағы бөлінетін  жылу мөлшерін есептеуге мүмкіндік береді.

Кедергілері R₁ және R₂ болатын өткізгіштердегі тізбектей жалғанған кезде оларда бөлініпшығатын жылуды былайша өрнектеуге болады: Q₁=I²R₁ t, Q₂=I²R₂ t.   Осыдан

=  

Тізбектей жалғаған кезде әрбір өткізгіште бөлініп шығатын жылу мөлшері осы өткізгіштердің кедергілеріне тура пропорционал.

Кедергілері R₁ және R₂ болатын ЭҚК-і жоқ тізбектің екі бөлігін параллель жалғағанда, токтың әрбір жеке бөліктерінде бөлініп шығатын  жылу мөлшері Q₁=    Q₂=    Осыдан

=  

ЭҚК-і жоқ тізбектің параллель жалғаған бөліктерінде токтың бөліп шығаратын жылу мөлшері осы бөліктердің кедергілеріне кері пропорционал болады.

Жоғарыдағы өрнектерден көріп отырғанымыздай, тізбектей жалғанған кезде ең үлкен жылу мөлшері кедергісі ең үлкен өткізгіште, ал параллель жалғанған кезде кедергісі ең кіші өткізгіште бөлініп шығарылады.

Токтың қуаты: Кез келген электр приборы – электр шамы, электр двигателі т.б. уақыт бірлігінде белгілі бір энергия тұтынуға есептелген. Сондықтан, токтың жұмысымен қатар токтың қуаты деген ұғымның да маңызы зор. Токтың қуаты ∆t уақыттағы ток жұмысының сол уақыт аралығына қатынасына тең: P=  =IU

Қуаттың бұл өрнегін тізбектің бөлігі үшін Ом заңын пайдаланып бірнеше эквивалентті түрде жазуға болады: P=IU=I²R=

Приборлардың көпшілігінде олардың тұтынатын қуаты көрсетулі болады.

1. Жаңа сабақты бекіту, қорытындылау

А)  Кестені толықтыр:

Б)  «Өзіңді тексер» әдісімен карточкелерді таңдау арқылы жүргізіледі

Сұрақтар:

1. СИ бірліктер жүйесінде жұмыстың өлшем бірлігі
2. Жұмыс дегеніміз не және формуласы қандай?
3. Қуат дегеніміз қандай шама?
4. Ток көзі қай кезде сырттан энергия алады?
5. Ток көзінің ПӘК-і дегеніміз не?
6. Джоуль-Ленц заңы және формуласы қандай?

Жауаптары:

1. Джоуль
2. Жұмысты атқару шапшаңдығын сипаттайтын шама, A=UIt
3. Пайдалы, толық, жоғалатын т.б
4. Зарядталған кезде
5. ПӘК-деп сыртқы күш жұмысының қандай бөлігін ток көзі пайдалы жұмысқа айналдыратынын көрсететін щаманы атайды
6. Тогы бар өткізгіштің бөлініп шығатын жылуының мөлшерін ток күшінің квадраты, өткізгіштің кедергісіне және өткізгіш бойымен ток жүретін уақыттық көбейтіндісіне тең: Q=I²R∆t

Есеп:  Егер резистрдегі ток күші 10 мА, ал оның кедергісі 1кОм болса онда 10 мин ішінде қанша жылу мөлшері бөлініп шығады?

Есеп: Тізбектегі кернеу 15В кезінде, 10 минутта 3А ток күші қандай жұмыс жасайды?

Есеп: Генератордың қысқыштарындағы кернеу 380В, ал тізбектегі ток күші 5А. Оның қуатын табыңдар.

 «Мозайка»  әдісі арқылы берілген физикалық шамалардан формула құрастыру  керек.

Формулаларды құрастырады.

6. η=RR+r
7. Кері – байланыс: Студенттер сабақ ұнағанын немесе ұнамағанын қолдарындағы смайликтер арқылы көрсетіп тақтаға ілеміз.
8. Үй тапсырмасын беру: §10 Токтың жұмысы мен қуаты. Электр тоғының жылулық әсері. 19- жаттығу 3,4 есептер.

VII. Бағалау.

                                                                                 Усенова Набат Сейдуллаевна

«Болашақ» колледжі

                                                                       Маңғыстау облысы, Ақтау қаласы