Единица измерения работы электрического тока

Оглавление:

Единица измерения напряжения

Эпоха научно-технического прогресса требует измерять всё. Электрические сети не являются исключением. Для проведения этих измерений важно знать, в каких единицах измеряется напряжение. В самой распространённой системе СИ единица измерения напряжения обозначается 1 Вольт или сокращённо – 1В. Может также обозначаться 1V. Это обозначение выбрано в честь физика из Италии Алессандро Вольта.

Что такое электрическое напряжение

Оно не может существовать само по себе, как вес. Есть два случая, требующих его измерения:

  • Между разными узлами электрической цепи или концами проводника. 1 Вольт – это такой потенциал, при котором ток величиной 1 Ампер выделяет 1 Ватт мощности;
  • Измерение напряженности электростатического поля проводится между двумя точками поля. Единица напряжения 1 Вольт – это такой потенциал, при котором заряд 1 Кулон совершает работу 1 Джоуль.

Эффект Джозефсона

С 1990 года есть ещё одно определение электрического напряжения. Его значение связано с эталоном частоты и цезиевыми часами. При этом используется нестационарный эффект Джозефсона6 при облучении специальной матрицы излучением на частоте 10-80 ГГц на ней появляется потенциал, величина которого не зависит от условий эксперимента.

Действующее значение напряжения

Определение величины электрического потенциала между участками сети производится по количеству тепла или работе, совершённой за определённое время. Но это справедливо только для постоянного тока. Переменное напряжение имеет синусоидальную форму. В максимуме амплитуды оно максимально, а при переходе от положительной полуволны к отрицательной равно нулю.

Поэтому для расчётов используется среднее значение, которое называется «действующее значение», при расчетах приравнивающееся к постоянному той же величины.

От максимального оно отличается в 1,4 раза или √2. Для сети 220В максимальное значение составляет 311В. Это имеет значение при выборе конденсаторов, диодов и других элементов электронных схем.

Определение величины напряжения

Чем измеряется напряжение? Это производится специальным прибором – вольтметром. Он может иметь различную конструкцию, быть цифровым или стрелочным, но его сопротивление должно быть максимально возможным, а ток – минимальным. Это необходимо для того, чтобы свести к минимуму влияние прибора на сеть и потери в проводах, идущих от источника питания к вольтметру.

Сеть постоянного тока

Эти измерения производятся магнитоэлектрическими приборами. В последнее время широко используются устройства с цифровым табло.

Самый простой способ – прямое подключение прибора к месту измерения. Это возможно при соблюдении ряда условий:

  • Предел измерения больше ожидаемого максимума. Если оно до начала измерений неизвестно, то следует выбрать наибольший предел и последовательно его уменьшать;
  • Соблюдение полярности подключения. При неправильном подключении стрелка отклонится в обратную сторону, а цифровое табло покажет отрицательную величину.

Если предел измерений недостаточен, то его можно расширить при помощи добавочного сопротивления. Оно может быть внешним или внутренним. Можно использовать несколько сопротивлений и переключать их для изменения предела прибора. Так устроен мультиметр.

Сеть переменного тока

Напряжение измеряется в сети переменного электрического тока приборами всех типов, кроме магнитоэлектрических. Эти устройства можно использовать, только подключив их к выходу выпрямителя.

Для увеличения предела измерения есть несколько способов. Для этого к прибору подключается дополнительно одно из устройств:

  • добавочные сопротивления;
  • при неизменной частоте сети вместо сопротивления используются конденсаторы;
  • самый распространённый вариант – применение трансформатора напряжения.

Требования к измерительным устройствам и дополнительным приспособлениям такие же, как к устройствам постоянного тока.

Измерение разности потенциалов – это важный элемент наладки электрических и электронных схем, и от него зависит надёжность работы оборудования. Для того чтобы правильно их произвести, важно знать, в чем измеряется напряжение в цепях электрического тока.

Работа тока

В каждой квартире или частном доме устанавливаются счетчики учета электроэнергии, по показаниям которых владельцы на ежемесячной основе оплачивают счета. Такие контрольные приборы учитывают количество киловатт-часов, потребленные всеми электроприборами и источниками света за определенный промежуток времени. Многие задаются вопросом о том, что же такое эти «киловатт-часы». Ответ прост: так измеряется работа тока.

Внешний вид квартирного счетчика, который ведет учет работы, что свершил электроток

Работа тока

Каждый человек использует электричество с конкретными целями. Электрический ток выполняет определенную работу, проходя по электроцепи, вследствие которой и функционируют электроприборы, осветительное оборудование и прочее.

Работа электрического тока – это величина, численно равная произведению силы электротока на напряжения на концах участка цепи и на временной промежуток, в течение которого такая работа совершалась. Если любое из этих производных будет изменяться в ту или иную сторону, то и работа, совершенная током, будет уменьшаться или увеличиваться.

Обозначается эта характеристика тока заглавной латинской литерой «А», а измеряется в джоулях или киловатт-часах, сокращенно «Дж» и «кВт*ч», соответственно.

На заметку. Работа тока показывает, сколько электроэнергии превратилось в другие виды энергии (тепловую либо световую) за конкретный период. Для электроэнергии справедлив закон сохранения энергии.

Формула, по которой измеряется работа электрического тока, выглядит следующим образом:

  • А – количественный показатель выполненной током работы;
  • U – электронапряжение в цепи;
  • I – сила электротока;
  • t – время, за которое осуществлялась работа электротока.

Также рассчитать работу, какая выполнена током, можно через напряжения и сопротивления в электроцепи по формуле:

а, имея только данные о силе электротока и сопротивлении в электроцепи, эта величина рассчитывается по формуле:

В этих формула буквенно обозначаются следующие величины:

  • А – работа электрического тока;
  • U – напряжение в цепи;
  • R – сопротивление на участке цепи;
  • I – сила тока;
  • t – время, за которое осуществлялась работа электротока.

Интересно знать. Счётчики обычно учитывают работу электрического тока в кВт*ч. Эта единица применяется на практике чаще, чем общепринятая единица электрической работы «джоуль», названная в честь знаменитого физика. Дело в том, что Джоуль – единица достаточно мелкая, а 1 кВт*ч = 3600000 Дж.

Для измерения работы тока необходимы такие приспособления, как вольтметр, амперметр, часы. На практике же измерения проводятся сборным прибором – счетчиком по учету электроэнергии.

Электрическая цепь, в которую подключены вольтметр и амперметр для измерения работы электрического тока

Мощность тока

Также немаловажным является такое понятие, как мощность электротока, которая находиться в прямой зависимости от выполненной работы.

Мощность электротока численно равна отношению совершенной работы ко времени, в течение которого эта работа совершалась. Электрическая мощность по своему определению аналогична механической, но обозначается буквой Р.

Из определения мощности следует формула:

  • Р – мощность электротока;
  • А – выполненная током работа;
  • t – время, за которое осуществлялась работа электротока.

Если заменить в этой формуле числитель на U*I*t, получится такое равенство:

Единицей измерения электрической мощности является Ватт (Вт). 1 Вт равен мощности тока силой 1 А с напряжением 1 В. Ваттдовольно небольшая единица, поэтому на практике используют дополнительные:

Мощность электрического тока на опыте определяется с помощью амперметра и вольтметра или специального прибора – ваттметра.

Внешний вид цифрового ваттметра, которым измеряют мощность тока

Производные единицы мощности и работы:

  • 100 ватт называют гектоваттом;
  • 1000 ватт – киловаттом;
  • 1 килограмм-сила-метр в секунду равняется 9,81 ватт;
  • 1 лошадиная сила равняется 75 килограмм-сила-метр в секунду или 736 ватт;
  • 1 джоуль соответствует 1 ватт-секунде;
  • 60 ватт-секунд (джоулей) называют ватт-минутой;
  • 60 ватт-минут называют ватт-часом;
  • 100 ватт-часов называют гектоватт-часом;
  • 1000 ватт-часов называют киловатт-часом.

Знать такие понятия, как работа и мощность электротока, важно всем, так как они повсюду окружают человека: в жировках, на упаковке электроприборов, на счетчиках.

Урок «Единицы работы тока, применяемые на практике»

Столичный учебный центр
г. Москва

Цель урока : Научить применять знания о работе и мощности тока к объяснению и анализу явлений окружающего мира, применять знания о работе и мощности тока к объяснению работы бытовых приборов.

обосновать связь между работой и мощностью электрического тока и внесистемной единицей работы (кВтч);

познакомить учащихся с методами измерения работы и мощности тока; с приемами применения полученных знаний при работе с электрическими приборами;

создать научное представление о работе и мощности тока как о физической величине, показать связь с жизнью;

проконтролировать уровень усвоения основных формул и показать, что они вытекают из теории и подтверждаются экспериментально.

формировать навыки самоконтроля.

воспитывать познавательную потребность и интерес к предмету, к учебе, воспитывать инициативу, творческое отношение, воспитывать добросовестное отношение к учебе, умение слушать и быть услышанными.

продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач;

развивать физическое мышление учащихся, их творческие способности, умение самостоятельно формулировать выводы;

развивать речевые навыки.

Знания, умения, навыки и качества, которые приобретут/закрепят/ ученики в ходе урока: Приобретут знания о внесистемной единице измерения работы электрического тока, усвоят формулы, позволяющие определить эти величины на уровне понимания о практическом их применении в быту, технике. Научатся применять знания о работе и мощности тока к объяснению и анализу явлений окружающего мира и объяснению работы бытовых приборов. Приобретут умения проводить расчёты стоимости электроэнергии потребляемой в домашних условиях и способах её экономии.

Смотрите так же:  Какое сечение кабеля нужно для варочной панели

Необходимое оборудование и материалы: Компьютер, мультимедиа-проектор, компьютерная презентация к уроку, индивидуальные карточки с заданиями, карточки для индивидуальной работы.

I. Организационный момент урока.

Обращение учителя к ученикам с приветствием.

II. Основной этап.

1. Актуализация знаний. Подведение учащихся к теме урока.

Демонстрируется простейшая электрическая цепь, состоящая из источника тока, ключа, лампы и проводов. При замыкании цепи лампа загорелась.

Учитель: (устный опрос)

— Какие приборы составляют эл. цепь?

— Что является потребителем тока в этой цепи?

Ток обеспечивает работой потребителей.

— Как определяется работа и мощность эл. тока?

— В каких единицах измеряют работу тока?

Сегодня мы узнаем, что существуют и другие единицы измерения работы тока, так как тема нашего урока: « Единицы работы электрического тока, применяемые на практике» (Записываем тему урока)

Итак, мы с вами выяснили тему урока, а теперь давайте попытаемся совместно сформулировать цель нашего урока. (Учащиеся пробуют самостоятельно сформулировать цель урока. При затруднении учитель с помощью вопросов помогает учащимся сформулировать цель урока )

Сегодня на уроке мы повторим, обобщим знания по данной теме и применим их на практике. Для повторения – разминка.

2. Обобщение и систематизация знаний.

На протяжении всего урока учащиеся работают с Листом самооценки.

а) «Смотри – не ошибись!» (проверка)

б) «Корзина знаний» (проверка)

в) «Найди правильную формулу» (Раздаточный материал, проверка)

Как связана между собой работа и мощность электрического тока?

Работа находится по формуле А=Р•t. Записав единицы измерения каждой физической величины, мы видим, что 1Дж=1Вт·1с. Однако эту единицу работы неудобно использовать на практике, так как в потребителях электроэнергии ток производит работу в течение длительного времени, например в бытовых приборах – в течение нескольких часов, в электропоездах – даже в течение нескольких суток. А мощность приборов исчисляется не в Вт, а в кВт. Время не в с, а в ч. Поэтому на практике, вычисляя работу тока используют кВт *ч.

1 к Вт · ч = 3 600 000 Дж (Записи в тетради)

г) «Угадай прибор»

Сегодня мы познакомимся с еще одним электроприбором.

Как называется этот прибор? (счѐтчик).

Где вы могли видеть электрический счѐтчик?

(В каждой квартире для учета израсходованной электроэнергии устанавливается этот прибор)

Для чего он нам нужен?

(Для измерения работы электрического тока). (Запись в тетрадь)

Видео «Устройство и работа счетчика»

Счетчик электроэнергии состоит из трех приборов: амперметра, вольтметра и часов.

Ребята, но ведь за работу надо платить?

Кто из вас умеет подсчитывать стоимость потребленной энергии? (создание проблемной ситуации).

Практически на всех электроприборах, используемых в быту и технике, в техническом паспорте указывается мощность тока, на которую они рассчитаны. Зная мощность, легко можно определить работу тока за заданный промежуток времени.

Например: рассмотрим работу пылесоса. Мощность его написана прямо на корпусе — 1500 Вт, если мы пользуемся пылесосом в течении 30 минут, то по формуле А=Рt рассчитаем, какую работу производит электрический ток. Переведём сразу Вт в кВт, а минуты в часы. Получаем А= 1,5кВт·0,5ч=2,25кВт·ч.

Ток выполняет работу, благодаря которой мы может использовать электрические приборы, а за работу, как известно, надо платить. Для этого необходимо знать существующий тариф, то есть цену 1кВт·ч. На сегодняшний день она составляет 4,03 рубля. Умножаем работу на тариф 2,25 кВт·ч·4,03 р=9,07 рубля.

3. Физминутка (проводит один из учащихся)

Ток бежит по проводам,

Свет несет в квартиру нам.

Чтоб работали приборы,

Ток энергию принес.

4. Практическая работа

Как оплачивают ваши родители электроэнергию, израсходованную за месяц?

Решение задачи

Где можно заплатить за электроэнергию?

(через терминалы, банкоматы, кассы большинства банков, через почтовое отделение, через сайт «Все платежи»)

5.Законы экономии (Учащиеся делают сообщения об энергосбережении).

Электрическая энергия не дается даром. Для ее производства работают многочисленные электростанции. В их топках сгорает ценное топливо, запасы которого очень медленно возобновляются или не возобновляются вообще. Вот почему так важно беречь электроэнергию и не тратить ее впустую. Ученые и инженеры создают электроприборы нового поколения с малым потреблением электроэнергии, изобретают энергосберегающие производственные технологии. И вы можете внести свою лепту в это важное дело, нужно только бережно и в соответствии с правилами пользоваться электрическими помощниками.

Учитель: Сегодня наш урок очень насыщен материалом, который вам обязательно пригодится в жизни. Оцените, пожалуйста, себя (лист самооценки).

Средний балл за все задания 1,5-2,5 балла ———— оценка «3»

В чем измеряется мощность электрического тока

Понятие мощности является физической величиной. Она представляет собой соотношение работы, производимой в определенный промежуток времени и сам временной промежуток. С помощью работы может быть измерено изменение энергии. Поэтому, мощность показывает, с какой скоростью преобразуется энергия в какой-либо системе.

Все эти понятия в полной мере относятся и к электрической мощности. Здесь учитывается работа (U), затрачиваемая на перемещение 1-го кулона. Электрический ток (I) учитывает число кулонов, перемещенных в течение одной секунды.

Виды электрической мощности

Исходя из зависимости мощности от силы тока и напряжения, следует вывод, что она может получиться от большого тока и малого напряжения и, наоборот, при малом токе и значительном напряжении. Этот эффект применяется при трансформаторных преобразованиях, когда электроэнергия передается на дальние расстояния.

Электрическая мощность может быть активной или реактивной. В первом случае происходит безвозвратное преобразование данной мощности в другой вид энергии. Для ее измерения применяется ватт, представляющий собой произведение вольта и ампера. При реактивной мощности, из-за появления индуктивности, возникает явление самоиндукции. В результате, электрическая энергия частично возвращается в сеть. При этом, значения тока и напряжения смещаются, вызывая общее отрицательное влияние на электросети. Данный вид мощности измеряется в вольт-амперах реактивных, состоящих из произведения рабочего тока и падения напряжения.

Единица измерения мощности

Мощность является одной из основных единиц, применяемых в электротехнике. Основной единицей измерения служит ватт, отражающий работу в течение определенного времени. На производстве и в бытовых условиях, чаще всего, мощность измеряется в киловаттах, каждый из которых содержит 1000 ватт. Для измерения большого количества мощности используются мегаватты. Как правило, они применяются на различных видах электростанций, вырабатывающих электроэнергию.

Мощность потребителей указывается на специальных табличках или в техническом паспорте устройства. Зная заранее величину этого параметра, можно вычислить и другие показатели электрической сети – напряжение и величину потребляемого тока.

Как определить мощность тока

Работа и мощность тока. Единицы измерения.

Работа и мощность тока.

При прохождении по проводнику тока происходит преобразовании энергии: потенциальная энергия электрического поля превращается во внутреннюю энергию проводника, из-за этого мы можем говорить о том, что работу совершает электрический ток.

Чтобы определить работу электрического тока на каком-либо участке цепи, следует напряжение на концах этого участка цепи умножить на электрический заряд, прошедший по нему.

В виде формулы это выглядит так:

Но мы уже знаем, что q=It и поэтому, используя это соотношение, получим формулы работы электрического тока:

В итоге, работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа.

Единица измерения — джоуль.

1 Дж= 1 В*1 А*1 сек.

Также работа измеряется в:

1 МДж =1000000 Дж.

Как мы видим, для измерения работы электрического тока нужны три прибора: вольтметр, амперметр и часы. Но на практике эти приборы заменяет один — счётчик, которые так распространены в квартирах.

Из курса предыдущего класса мы можем сказать, что мощность численно равна работе, совершённой в единицу времени. А электрическая мощность — мощность, которая выделяется в проводнике при прохождении электрического тока. В виде формулы выгладит вот так:

Р= , где Р — мощность тока.

Работа электрического тока равна произведению напряжения на силу тока и на время:

Отсюда следует, что:

Т. е. мощность электрического тока равна произведению силу тока и напряжения.

Единица измерения — ватт.

Существует два вида мощности в зависимости от того, какими способами мы её измеряем:

[P]=[Вт] — активная мощность

[P]=[В*А] — реактивная мощность.

Как и в работе, так и мощности электрического тока есть некоторые другие единицы измерения:

1 МВт =1000000 Вт.

Измерить мощность электрического тока мы сможем при помощи специального прибора — ваттметра, который непосредственно измеряет мощность электрического тока в цепи.

После того, как мы изучили и о мощность, и о работу, то можно сказать, что есть ещё одна единица измерения работы электрического тока — кВт*час.

1 кВт=1 кВт* 1 час=1000*3600=3,6 МДж.

20. Количество теплоты, выделяемое проводником с током. Закон Джоуля-Ленца

Электрический ток нагревает проводник. Это явление хорошо известно.

Закон Джоуля-Ленца устанавливает связь между характеристиками проводника, током, протекающем в нём, и временем протекания.

Количество теплоты, выделяющееся при прохождении электрического тока через проводник пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока через этот проводник.

Смотрите так же:  Заземление дома зачем

Что такое электрический ток простыми словами

Абстрактное понятие об электрическом токе есть у каждого человека. Для электрического прибора источник питания — это нечто вроде источника воздуха для любого дышащего организма. Но на этих сравнениях понимание природы явления ограничивается, и только специалисты понимают суть глубже.

В школьной программе все проходят курс физики, в котором описаны основные понятия и законы электричества. Сухой, научный подход не вызывает интерес у детей, поэтому большинство взрослых не имеют никакого представления о том, что из себя представляет электрический ток, почему он возникает, как у него единица измерения, и как вообще что-то может двигаться сквозь неподвижные металлические провода, да еще заставлять работать электроприборы.

Простыми словами об электрическом токе

Стандартное определение из школьного учебника по физике лаконично описывает явление электрического тока. Но если говорить откровенно, то полноценно понять это можно, если изучить предмет гораздо глубже. Ведь информация изложена на другом языке — научном. Гораздо легче разобраться в природе физического явления, если описать все привычным языком, понятному любому человеку. Например, ток в металле.

Начать следует с того, что все, что мы считаем твердым и неподвижным, является таким только в нашем представлении. Кусок металла, лежащий на земле — это монолитное неподвижное тело в человеческом понимании. Для аналогии представим нашу планету в космосе, взглянув на нее с поверхности Марса. Земля кажется целостным, неподвижным телом. Если же приблизиться к ее поверхности, то станет очевидно, что это не монолитный кусок материи, а постоянное движение: вода, газы, живые существа, литосферные плиты — все это безостановочно перемещается, хотя из далекого космоса этого и не видно.

Вернемся к нашему лежащему на земле куску металла. Он неподвижен, потому что мы смотрим на него со стороны как на монолитный объект. На атомном же уровне он состоит из постоянно движущихся мельчайших элементов. Они бывают разные, но среди всех, нам интересны электроны, которые и создают в металлах электромагнитное поле, порождающее тот самый ток. Слово «ток» нужно понимать буквально, потому что когда элементы с электрическим зарядом перемещаются, то есть «текут», из одного заряженного объекта в другой — тогда и происходит «электрический ток».

Разобравшись с основными понятиями, можно вывести общее определение:

Чтобы еще точнее понять суть, нужно углубиться в детали и получить ответы на несколько основных вопросов.

Ответы на главные вопросы об электрическом токе

После формулировки определения, возникает несколько логичных вопросов.

  1. Что заставляет ток «течь», то есть перемещаться?
  2. Если мельчайшие элементы металла постоянно перемещаются, то почему он не деформируется?
  3. Если что-то перетекает из одного объекта в другой, то меняется ли масса этих объектов?

Ответ на первый вопрос прост. Как вода течет с высокой точки в низкую — так и электроны будут течь из тела с высоким зарядом в тело с низким, повинуясь законам физики. А «заряд» (или же потенциал) — это количество электронов в теле, и чем их больше — тем заряд выше. Если между двумя телами с разными зарядами будет проложен контакт — электроны из более заряженного тела потекут в менее заряженное. Так возникнет ток, который закончится тогда, когда заряды двух контактирующих тел уравняются.

Чтобы понять, почему провод не меняет структуру, несмотря на то, что в нем постоянно происходит движение, нужно представить его в виде большого дома, в котором живут люди. Размер дома не будет меняться о того, сколько людей в него заходят и выходят, а также перемещаются внутри. Человек в данном случае аналог электрона в металле — он свободно перемещается и не имеет особой массы по сравнению с целым зданием.

Если электроны перемещаются из одного тела в другое — почему масса тел не меняется? Дело в том, что вес электрона настолько мал, что, даже если удалить из тела все электроны, его масса не изменится.

Что такое единица измерения силы тока

Чтобы «посчитать» электрический ток, используются разные единицы измерения, разберем три основных:

Если попытаться описать понятие силы тока простыми словами, лучше всего представить поток автомобилей, проходящих через тоннель. Автомобили — это электроны, а тоннель — провод. Чем больше автомобилей проходит в один момент времени через поперечное сечение тоннеля — тем больше сила тока, которая измеряется прибором под названием «амперметр» в Амперах (А), а в формулах обозначается буквой (I).

Напряжение — это относительная величина, выражающая разницу зарядов тел, между которыми идет ток. Если у одного объекта заряд очень высокий, а другого очень низкий, то между ними будет высокое напряжение, для измерения которого используют прибор «вольтметр» и единицы под названием Вольт (V). В формулах идентифицируется буквой (U).

Сопротивление характеризует способность проводника, условно медного провода, пропускать через себя определенное количество тока, то есть электронов. Оказывающий сопротивление проводник генерирует тепло, расходуя часть энергии проходящего через него тока, тем самым понижая его силу. Сопротивление вычисляют в Омах (Ом), а в формулах используют букву (R).

Формулы для вычисления характеристик тока

Применяя три физические величины, можно вычислять характеристики тока, используя Закона Ома. Он выражается формулой:

Где I — сила тока, U — напряжение на участке цепи, R — сопротивление.

Из формулы мы видим, что сила тока вычисляется путем деления величины напряжения на величину сопротивления. Отсюда мы имеем формулировку закона:

Из данной формулы математическим путем можно вычислить другие ее составляющие.

Важно отметить, что формула действительна только для конкретного участка цепи. Для полной, замкнутой цепи, а также других частных случаев есть другие законы Ома.

Влияние тока на разные материалы и живых существ

Разные химические элементы под действием тока ведут себя по-разному. Некоторые сверхпроводники не оказывают сопротивления движущимся сквозь них электронам, не вызывая никакой химической реакции. Металлы же при излишнем для них напряжении могут разрушаться, плавиться. Диэлектрики, не пропускающие ток, вообще не вступают с ним ни в какое взаимодействие и тем самым ограждают от него окружающую среду. Это явление успешно используется человеком при изоляции проводов резиной.

Для живых организмов ток неоднозначное явление. Он способен оказывать как благотворное, так и разрушительное воздействие. Люди давно используют контролируемые разряды в лечебных целях: от легких стимулирующих мозговую деятельность разрядов, до мощных ударов электричеством, способных запустить остановившееся сердце и вернуть человека к жизни. Сильный разряд способен привести к серьезным проблемам со здоровьем, ожогам, отмиранию тканей и даже мгновенной смерти. Работая с электрическими приборами, нужно соблюдать правила техники безопасности.

В природе можно встретить немало явлений, в которых ключевую роль играет электричество: от глубоководных существ (электрический скат), умеющих бить током, до молний во время грозы. Человек давно осваивает эту природную силу и умело ею пользуется, благодаря чему и работает вся современная электроника.

Следует помнить, что явления природы могут быть как полезны, так и вредны для человека. Изучение со школьной скамьи и дальнейшее образование, помогает людям грамотно использовать явления мира на благо общества.

Электрическое напряжение. Единицы напряжения. Вольтметр. Измерение напряжения. 8-й класс

Разделы: Физика

Цель урока: дать понятие напряжение как физической величины характеризующей электрическое поле, создающее электрический ток, вести единицу напряжения.

Оборудование: амперметры двух видов, вольтметры двух видов, портрет Алессандро Вольта.

I. Актуализация знаний.

Проверка домашнего задания. Слайд 2.

  1. Что такое сила тока? Какой буквой она обозначается?
  2. По какой формуле находится сила тока?
  3. Как называется прибор для измерения силы тока? Как он обозначается в схемах?
  4. Как называется единица силы тока? Как она обозначается?
  5. Какими правилами следует руководствоваться при включении амперметра в цепь?
  6. По какой формуле находится электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, если известны сила тока и время его прохождения?
  7. Индивидуальные задания:

1) Через поперечное сечение проводника в 1 с проходит 6*10 -19 электронов. Какова сила тока в проводнике? Заряд электрона 1,6*10 -19 Кл.
2) Определите силу тока в электрической лампе, если через нее за 10 мин проходит электрический заряд, равный 300 Кл.
3) Какой электрический заряд протекает за 5 мин через амперметр при силе тока в цепи 0,5 А.

  1. Проверочная работа (по карточкам):

1.Сколько миллиампер в 0,25 А?

а) 250 мА;
б)25мА;
в) 2,5мА;
г) 0,25мА;
д)0,025мА;

2.Выразите 0,25мА в микроамперах.

а) 250 мкА;
б)25мкА;
в) 2,5мкА;
г) 0,25мкА;
д)0,025мкА;

На рис. 1 изображена схема электрической цепи.

3. Где на этой схеме у амперметра знак “+”?

а) у точки М
б) у точки N

4. Какое направление имеет ток в амперметре?

а) от точки М к N
б) от точки N к М

1.Выразите 0,025 А в амперметрах.

а) 250 мА;
б)25мА;
в) 2,5мА;
г) 0,25мА;
д)0,025мА;

2.Сколько микроампер в 0,025мА?

а) 250 мкА;
б)25мкА;
в) 2,5мкА;
г) 0,25мкА;
д)0,025мкА;

На рис. 2 изображена схема электрической цепи.

3. Где на этой схеме у амперметра знак “+”?

а) у точки М
б) у точки N

4. Какое направление имеет ток в амперметре?

Смотрите так же:  Местное заземление частного дома

а) от точки М к N
б) от точки N к М

9) Проверка теста. Слайд 3

II. Изучение нового материала.

1. Диск Виртуальная школа Кирилла и Мефодия. Уроки физики Кирилла и Мефодия, 8 класс.

1) Что такое электрический ток?

Ответ учащихся: Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.

2) Каковы условия существования электрического тока?

Ответ учащихся: 1 условие – свободные заряды,

2 условие – должен быть в цепи источник тока.

3) Объяснение учителя:

Направленное движение заряженных частиц создаётся электрическим полем, которое при этом совершает работу. Работа, которую совершает электрический ток при перемещении заряда в 1 Кл по участку цепи, называется электрическим напряжением (или просто напряжением).

где U – напряжение (В)

Напряжение измеряется в вольтах (В): 1В = 1Дж/Кл.

4) Сообщение ученика: Историческая справка об Алессандро Вольта.

ВОЛЬТА Алессандро (1745-1827), итальянский естествоиспытатель, физик, химик и физиолог. Его важнейшим вкладом в науку явилось изобретение принципиально нового источника постоянного тока, сыгравшее определяющую роль в дальнейших исследованиях электрических и магнитных явлений. В честь него названа единица разности потенциалов электрического поля – вольт.

Вольта был членом-корреспондентом Парижской академии наук, членом-корреспондентом академии наук и литературы в Падуе и членом Лондонского Королевского общества.

В 1800 г. Наполеон открыл университет в Павии, где Вольта был назначен профессором экспериментальной физики. По предложению Бонапарта ему была присуждена золотая медаль и премия первого консула. В 1802 г. Вольта избирается в академию Болоньи, через год – членом-корреспондентом Института Франции и удостаивается приглашения в Петербургскую академию наук (избран в 1819). Папа назначает ему пенсию, во Франции его награждают орденом Почетного Легиона. В 1809 Вольта становится сенатором Итальянского королевства, а в следующем году ему присваивается титул графа. В 1812 г. Наполеон из ставки в Москве назначает его президентом коллегии выборщиков.

С 1814 г, Вольта – декан философского факультета в Павии. Австрийские власти даже предоставляют ему право исполнять обязанности декана без посещения службы и подтверждают законность выплаты ему пенсий почётного профессора и экс-сенатора.

5) Дольные и кратные единицы:

1 мВ = 0,001 В;
1 мкВ = 0, 000 001 В;
1 кВ = 1 000 В.

6) Работа с учебником.

Работа с таблицей №7 в учебнике на стр.93.

7) Рабочее напряжение в осветительной сети жилых домов, социальных объектов – 127 и 220 В.

Опасность тока высокого напряжения.

Правила безопасности при работе с электричеством и электроприборами. Слайд 4.

8) Прибор для измерения напряжения называется вольтметром.

На схемах изображается знаком:

Правила включения вольтметра в цепь найдите в учебнике.

1. Зажимы вольтметра присоединяются к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение (параллельно соответствующему участку цепи).

2. Клемму вольтметра со знаком “+” следует соединять с той точкой цепи, которая соединена с положительным полюсом источника тока, а клемму со знаком “ – ” с точкой, которая соединена с отрицательным полюсом источника тока.

Демонстрация двух типов вольтметров.

Отличие вольтметра от амперметра по внешнему виду.

Определение цены деления демонстрационного вольтметра, лабораторного вольтметра.

9) Работа с учебником: (задание по вариантам)

Найдите в учебнике (§ 41) ответы на вопросы:

А) Как с помощью вольтметра измерить напряжение на полюсах источника тока?

Б) Какой должна быть сила тока, проходящего через вольтметр, по сравнению с силой тока в цепи?

III. Закрепление изученного материала.

Слайд 6.

    Выразите в вольтах напряжение, равное:

А) U =2 000 мВ =
Б) U = 100 мВ =
В) U = 55 мВ =
Г) U = 3 кВ =
Д) U = 0,5 кВ =
Е) U = 1,3 кВ =

2. Выразите в мВ напряжение, равное:

А) U = 0,5 В =
Б) U = 1,3 В =
В) U = 0,1 В =
Г) U = 1 В =
Д) U = 1 кВ =
Е) U = 0,9 кВ =

3. Решим задачки: Слайд 7. (работа у доски)

А) На участке цепи при прохождении электрическогозаряда25 Кл совершена работа 500 Дж.Чему равно напряжении на этом участке?

Б) Напряжение на концах проводника 220 В. Какая работа будет совершена при прохождении по проводнику электрического заряда, равного 10 Кл?

4. Вопросы на закрепление:

1) Что показывает напряжение в электрической цепи?
2) В каких единицах измеряется напряжение?
3) Кто такой Алессандро Вольта?
4) Как называют прибор для измерения напряжения?
5) Назовите правила включения вольтметра для измерения напряжения на участке цепи?

IV. Домашнее задание.

§ 39 – 41. Упр.16. Подготовиться к лабораторной работе №4 (с.172).

V. Итог урока.

Литература:

  1. Пёрышкин А.В. Физика. 8кл.: учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – М.:Дрофа, 2007.
  2. Шевцов В.А. Физика. 8кл.: поурочные планы по учебнику А.В.Пёрышкина.-Волгоград: Учитель, 2007. – 136с.
  3. Марон А.Е. Физика. 8кл.: учебно-методическое пособие /А.Е.Марон, Е.А.Марон.-6-е изд., стереотип. – М.:Дрофа, 2008.-125с.:ил.-(Дидактические материалы)
  4. Учебный диск “Кирилла и Мефодия”. Физика.8 класс.

Электрическое напряжение

Этот видеоурок доступен по абонементу

У вас уже есть абонемент? Войти

Урок посвящен рассмотрению понятия электрического напряжения, его обозначению и единицам измерения. Вторая часть урока отведена преимущественно для демонстрации приборов измерения напряжения на участке цепи и их особенностям.

1. Электрическое напряжение, единица измерения, формула вычисления

На прошлых уроках мы узнали о том, что такое сила тока, и о том, что эта величина характеризует действие электрического тока. Мы уже рассмотрели несколько факторов, от которых она зависит, теперь рассмотрим другие параметры, которые на нее влияют. Для этого достаточно провести простой эксперимент: подключить к электрической цепи сначала один источник тока, потом последовательно два одинаковых, а затем и три одинаковых источника, при этом каждый раз измеряя силу тока в цепи. В результате измерений будет видна простая зависимость: сила тока растет пропорционально количеству подключаемых источников. Почему же так получается? Функция источника тока – создавать электрическое поле в цепи, соответственно, чем больше включено последовательно в цепь источников, тем более сильное электрическое поле они создают. Из этого можно сделать вывод, что электрическое поле влияет на силу тока в цепи. При этом при перемещении зарядов по проводнику совершается работа электрического тока, что говорит о том, что работа электрического поля определяет силу тока в цепи.

С другой стороны, можно вспомнить аналогию между протеканием электрического тока в проводнике и воды в трубе. Когда речь идее о массе воды, протекающей через сечение трубы, то это можно сравнивать с величиной заряда, который прошел через проводник. А перепад высоты в трубе, который и формирует напор и течение воды, можно сравнить с таким понятием, как электрическое напряжение.

Для характеристики работы электрического поля по перемещению заряда введена такая величина, как электрическое напряжение.

Определение. Электрическое напряжение – физическая величина, которая равна работе электрического поля по перемещению единичного заряда из одной точки в другую.

Обозначение. напряжение.

Единица измерения. вольт.

Названа единица измерения напряжения в честь итальянского ученого Алессанро Вольта (1745–1827) (рис. 1).

Рис. 1. Алессанро Вольта (Источник)

Если привести стандартный пример о смысле всем известной надписи на любых домашних бытовых приборах «220 В», то она означает, что на участке цепи совершается работа 220 Дж по перемещению заряда 1 Кл.

Формула для расчета напряжения:

работа электрического поля по перенесению заряда, Дж;

заряд, Кл.

Следовательно, единицу измерения напряжения можно представить так:

Между формулами для вычисления напряжения и силы тока существует взаимосвязь, на которую следует обратить внимание: и . В обеих формулах присутствует величина электрического заряда , что может оказаться полезным при решении некоторых задач.

2. Вольтметр

Для измерения напряжения используют прибор, который называется вольтметр (рис. 2).

Существуют различные вольтметры по особенностям их применения, но в основе принципа их работы лежит электромагнитное действие тока. Обозначаются все вольтметры латинской буквой , которая наносится на циферблат приборов и используется в схематическом изображении прибора.

В школьных условиях используются, например, вольтметры, изображенные на рисунке 3. С их помощью проводятся измерения напряжения в электрических цепях при проведении лабораторных работ.

Похожие статьи:

  • Заточные станки 220 вольт Станок Hammer Spl105 Характеристики станка Hammer Spl105 — Производитель: Hammer Похожие товары и услуги от «“220 Вольт“ - интернет-магазин» В компании «220 Вольт - интернет-магазин» вы можете оформить заявку на «Станок Hammer […]
  • Заземление защитного экрана кабелей 10. Правила защитного экранирования Правила данного раздела, применимы для защищенных кабелей или кабелей с экранированными элементами. Даются только базовые рекомендации. Процедуры, необходимые для заземления экранов с целью обеспечения […]
  • Аудио-видео провода Какие аудио-видео кабеля существуют? Здесь представлены самые популярные и часто используемые кабеля, для подключения видео или аудио устройств. Имейте введу, что этим списком, возможность подключения не заканчивается. HDMI […]
  • Схема электронного зажигания мт Электронное зажигание Страницы 1 Чтобы отправить ответ, вы должны вход или регистрация Сообщений [ 10 ] 1↑ Тема от Шаман 12-01-2012 22:01:32 Шаман Репрессирован Неактивен Имя: Дмитрий Откуда: Тейково 37 регион […]
  • Узо это предохранитель Электрофорум для электриков и домашних мастеров Меню навигации Пользовательские ссылки Объявление Информация о пользователе Вы здесь » Электрофорум для электриков и домашних мастеров » Общий электротехнический форум » Можно ли поставить […]
  • Электрокотлы 380 вольт Какие преимущества имеет электрокотел отопления 380 вольт? Электрические котлы для отопления дома – это разумная альтернатива твердотопливным и газовым агрегатам. Такие отопительные аппараты имеют высокий КПД, бесшумны в работе, не […]