Таблица измерения силы тока

Сила тока. Амперметр. Измерение силы тока.

Просмотр содержимого документа
«Сила тока. Амперметр. Измерение силы тока.»

Тема : Сила тока. Амперметр. Измерение силы тока. Физика 8 класс

урок разработала учитель физики Даниярова К.А.

Запорожская средняя школа

Образовательная: сформировать у учащихся представления о физической величине, называемой силой тока; формирование познавательного интереса к умению пользоваться знаниями о силе тока и измерять силу тока.

Развивающая: развитие наблюдательности, умение анализировать, обобщать и делать выводы.

Воспитательная: способствовать развитию любознательности, инициативности, умению слушать и уважать мнение других.

Тип урока: формирование новых знаний.

— выяснить что сила тока равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени прохождения t.

— выяснить, основную единицу измерения силы тока.

-научиться применять дольные и кратные единицы силы тока.

— научиться решать задачи по нахождению силы тока, заряда и времени прохождения заряда через поперечное сечение проводника.

— выяснить, как можно измерять силу тока.

-научиться измерять силу тока амперметром.

-выяснить, как включают амперметр в цепь и как обозначают на схеме

Оборудование: компьютер, проектор, экран, доска, амперметр, источник тока, ключ, соединительные провода.

Орг. Момент (1-2 мин.)

2. Актуализация знаний ( Мозговой штурм) по пройденным темам

1. Что является электрическим током? (электрическим током является направленное движение свободных электрических зарядов);

2. Как называются вещества, имеющие свободные заряженные частицы? (проводники. Например, металлы (электроны), вода (положительно и отрицательно заряженные ионы));

3. Назовите условия возникновения и существования электрического тока (наличие свободных заряженных частиц и электрического поля внутри проводника);

4. Какие частицы проводят ток в металлах? (электроны);

5. С помощью каких приборов можно создать и поддерживать электрический ток в электрической цепи? (источники тока. Например, гальванический элемент, батарея, аккумулятор);

6. Назовите, по каким действиям тока можно судить о его существовании (тепловое, магнитное, химическое).

— Какое из действий является основным для любого вида проводника? (магнитное действие тока).

Задание с использованием карточек, на которых изображены элементы электрической цепи:

Собрать электрическую цепь, чтобы работала электрическая лампочка (источник питания, ключ, соединительные провода, лампа).

Собрать электрическую цепь с двумя лампочками так, чтобы можно было поочерёдно включать одну из лампочек (источник питания, два ключа, две лампочки, соединительные провода)

( на доске заранее собрана электрическая цепь, необходимая для изучения нового материала)

9. Изобразить электрическую цепь, собранную на доске (источник питания, две разные лампочки, ключ, соединительные провода):

2 Создание проблемной ситуации.

— Что мы наблюдаем при замыкании цепи? (обе лампочки загораются. Одна лампочка горит ярче другой).

— Как вы думаете, почему одна лампочка горит ярче другой? Можем мы точно ответить на этот вопрос? Но мы можем выдвинуть предположение. (учащиеся выдвигать одну или несколько гипотез. Одна из гипотез предполагает, что в одной лампе ток больше, чем в другой).

— Что значит, ток большой или маленький, учитывая действие тока? (большой ток выделяет больше тепла, чем маленький).

— Какой физической величиной характеризуется любое действие? (силой).

— Какой вывод можно сделать о действии электрического тока (через лампочки протекает ток разной силы).

3. Постановка учебной задачи.

Что необходимо знать о силе тока, как о физической величине: определение, единица измерения, обозначение, формула вычисления, измерение, название прибора который измеряет силу тока в проводнике.

4. Тема сегодняшнего урока: Сила тока. Измерение силы тока Амперметр.

Для оценки и сравнения электрических токов ввели специальную величину- сила тока.

Отношение количества электричества, переносимого через поперечное сечение проводника за какой-нибудь промежуток времени, к величине этого времени называют силой тока:

g— электрический заряд.

В Международной системе единиц (СИ) сила тока выражается в амперах (А):

1 А= 1 Кл/1с (1 ампер= 1 кулон/ 1 секунда).

Ампер-это из основных единиц. Она названа в честь французского ученого Ампера, который опытным путем определил ее по силе взаимодействия двух параллельных проводников с током

1 ампер – это сила постоянного тока, проходящего по двум бесконечно длинным прямым проводникам с очень малой площадью поперечного сечения, находящимся в вакууме на расстоянии 1м друг от друга.Такой ток вызывает на каждом отрезке этих проводников длинной 1м силу взаимодействия, равную 2*10- Н.

Для измерения слабых и сильных токов используют дольные и кратные единицы силы тока:

1 мА=10-³ А; 1мкА=10- 6А; 1 кА=10³ А.

В осветительных лампах, используемых в наших квартирах, сила тока составляет от 7 до 400 мА в зависимости от мощности лампы. Сила тока в 1 А опасно для человеческого организма.

Через единицу силы тока 1А определяется единица электрического заряда или количества электричества, называемая кулоном: 1 Кл.

1 кулон равен электрическому заряду,проходящему через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за время 1 с.

Прибор для измерения силы тока называют амперметром.Условное обозначение амперметра ;-о-.В амперметрах имеются две клеммы ; «+», «-».

Клемму «+» соединяют проводом, идущим от положительного полюса источника тока.

Амперметр необходимо включать последовательно с тем прибором, в котором измеряют силу тока.

5. Исполнительский этап.

— Определение силы тока, обозначение, определение 1 А через взаимодействие проводников с током, расположенных параллельно друг к другу (опыт Ампера), формула вычисления.

— Как оценить ток в ампер? (предложить таблицу данных из технического справочника).

— Как можно измерить силу тока? (назвать физический прибор для измерения силы тока, рассмотреть амперметр, его пределы измерения).

— Как включается амперметр в электрическую цепь? (последовательно и с тем элементом, где нужно измерить силу тока).

6. Проверка гипотезы.

— Включить амперметр в разные части электрической цепи, собранной на доске, измерить силу тока и сделать вывод (амперметр показывает одно и то же значение в разных частях цепи).

— Что можно сказать о силе тока в лампочках? (сила тока в каждой из лампочек одинаковая).

7. Рефлексивно-оценочный этап.

1. Что можно сказать о гипотезе? (гипотеза оказалась неверной. Проблема, почему лампы горят по-разному, не решена. У нас так и остался знак вопроса).

2. Что нового вы узнали на уроке? (обозначение силы тока, формулу для её вычисления, единицы измерения, способ измерения. Учились измерять силу тока в цепи).

3. Для чего нужно уметь измерять силу тока в цепи? Знать о величине силы тока? (в повседневной жизни нас окружают электроприборы, мы ими пользуемся, поэтому необходимо знать, какой должна быть сила тока в электрической цепи, чтобы приборы работали в нормальном режиме).

4 Устная задача на закрепление материала:

— На цоколе лампы карманного фонаря написано 0,3 А. Что это значит? ( Это означает, что лампа рассчитана на силу тока не более 0,3 А).

— Что произойдёт с лампой, если по её спирали пропустить большую силу тока, чем указано на цоколе? (лампа загорится ярче, и спираль может перегореть.

— Как будет гореть лампа, если по её спирали пропустить меньшую силу тока? (лампа будет гореть тускло).

8 Подведение итогов урока

9. Домашнее задание. §36 стр134-136.

Измерение силы тока и напряжения. Измерение мощности.

Измерение силы тока и напряжения.

Из свойств последовательного соединения:

  1. Подсоединяется последовательно к измеряемому участку.
  2. Чем меньше собственное сопротивление амперметра, тем меньшую погрешность он вносит.

Расширение пределов измерения амперметра. Из свойств параллельного соединения: для изменения пределов измерения в n раз параллельно подсоединяют резистор (шунт).

I = nIa , где I — ток, который необходимо измерить, а Ia — максимальный ток, на который расчитан амперметр.

Следовательно:

Вольтметр.

Из свойств параллельного соединения:

  1. Подсоединяется параллельно к измеряемому участку.
  2. Чем больше собственное сопротивление вольтметра, тем меньшую погрешность он вносит.

Из свойств последовательного соединения: для изменения пределов измерения в nраз последовательно подсоединяют резистор (дополнительное сопротивление).

U=nUv , где U — напряжение, которое необходимо измерить, Uv — максимальное напряжение, на которое рассчитан вольтметр.

U= Uv + Uд ; Т.к. Iv = Iд , то:

Следовательно:

Измерение мощности.

1. Косвенный метод измерения

Использование амперметра и известного сопротивления:

Измерение ваттметром (шкала проградуирована в ваттах)

Урок-путешествие в империю электрического тока: «Сила тока. Измерение силы тока. Амперметр»

Эпиграф:

Фирдоуси, персидский поэт,
940-1030 гг.

Цели урока:

  • Образовательная: повторить понятия: электрический ток, источники тока; правила определения цены деления измерительного прибора, составления электрических цепей; дать определение силы тока, ознакомить школьников с методом измерения силы тока, изучить принцип действия амперметра.
  • Развивающая: формировать интеллектуальные умения анализировать, сравнивать результаты экспериментов; активизировать мышление школьников, умение самостоятельно делать выводы, развивать речь; продолжить развитие умения работать с физическими приборами. Тренировка в переводе значения силы тока из дополнительных единиц измерения в основные.
  • Воспитательная: развитие познавательного интереса к предмету, расширение кругозора учащихся, показать возможность использования полученных на уроках знаний в жизненных ситуациях.

Учитель: Сегодня нам с вами предстоит совершить путешествие в удивительную и загадочную страну: империю Электрического тока. Много у нее загадок и тайн. Жители этой страны очень разнообразны, порой даже противоречивы по характеру, но все они чтят законы и обычаи своей страны и бережно хранят в памяти имена своих героев.

Наше путешествие не будет легким. В дороге нас ждут испытания, преодолеть которые можно только с помощью знаний, полученных на уроках физики.

Сегодня на уроке мы углубим знания об электрическом токе, узнаем, что такое сила тока. Научимся ее определять, а также пользоваться амперметром. Узнаем меры предосторожности при работе с электрическими приборами.

Все готовы? Тогда в путь!

Но что же это такое? Ворота, через которые открывается путь в империю тока, закрыты! А сторожит ворота вредный волшебник по имени Диэлектрик. Вспомните, какие вещества мы называем диэлектриками, и вы поймете, почему он терпеть не может электричество. Чтобы Диэлектрик открыл ворота, необходимо ответить на семь вопросов – Диэлектрик верит в магическое число семь (рис.1).

Смотрите так же:  Как проверить провода на замыкание

(Учитель задает вопросы, выступая в роли Диэлектрика, и при правильном ответе открывает очередной замок на доске. Ученики получают за ответы – разовые проездные билеты и билеты со скидкой – за правильное дополнение.)

I. Фронтальный опрос

Учитель: Мы с вами собираемся в империю тока, поэтому первый вопрос очень логичный:

1. Что такое электрический ток?

Ученик: Направленное, упорядоченное движение свободных заряженных частиц.

2. Но все ли частицы при направленном движении могут создавать электрический ток? Давайте посмотрим на список частиц, приведенный Диэлектриком:

  • электрон;
  • протон;
  • нейтрон;
  • (+) ион;
  • атом;
  • (-) ион.

А какие частицы и почему не могут при своем движении создавать ток?

Ученик: Не могут: нейтрон, атом – не имеют заряда; протон.

3. Назовите, вещества, относящиеся к проводникам, и скажите, какие заряженные частицы образуют ток в этих проводниках при распространении в них электрического поля?

Правильно, ребята, в большинстве случаев именно из металлов делают, сооружают, изготавливают: основные элементы электрических приборов, линии электропередач и прочие электропроводящие системы, (частицы – электроны).

4. Ребята, какие условия должны быть выполнены, для того чтобы в проводнике сколь угодно долго протекал электрический ток?

  • наличие свободных заряженных частиц;
  • источник тока, т.е. наличие электрического поля, приводящее в движение электроны;
  • замкнутая электрическая цепь.

5. А теперь давайте вспомним, какие источники тока бывают? Разгадайте и запишите зашифрованные здесь источники электрического тока, в основу работы которых положены превращения различных видов энергии в электрическую.

(Ответ: термоэлемент; фотоэлемент; аккумулятор; генератор.)

6. Ребята, а вместо следующего вопроса – конверт. Давайте посмотрим, что в нем? Что за хитрый вопрос приготовил нам Диэлектрик?

Какие-то странные знаки!

А вы знаете, для чего они нужны? Кто-нибудь может их прочитать? Что из них можно составить?

Ученик: Эти знаки – элементы электрической цепи, их схематическое изображение. (Один из учеников изображает на доске схему электрической цепи из предложенных элементов).

Учитель: Такое соединение элементов в электрической цепи называется последовательным.

7. Вот и последний замочек остался. Что за чудо? Что это такое? Вместо последнего вопроса измерительный прибор.

Оказывается, ребята последний замок кодовый. И нам с вами необходимо отгадать три числа:

  • 1-е число — цена деления прибора;
  • 2-е число — предел измерения прибора;
  • 3-е число — значение, на которое указывает стрелка.

Вот мы и справились со всеми заданиями злого волшебника. Ура! Ворота можно открывать. Вперед, к неизведанному! Итак, все преграды преодолены и можно в путь. Сядьте поудобнее, наш электропоезд отправляется в империю Электрического тока. Скорость поезда приблизительно равна скорости света, поэтому путешествие не будет утомительным. Осторожно, двери закрываются. Первая станция – Историческая.

Собираясь открыть доску, учитель спрашивает: «А не боитесь в чужой стране очутиться. Слышите, музыка?! Какая знакомая мелодия. (Звучит музыка из кинофильма «Секретные материалы»). Значит, мы будем постигать секреты физики, секреты электрического тока. А как вы думаете: чего надо бояться в империи Электрического тока?

Конечно, ребята, к тем, кто не будет выполнять законы империи, ток может приложить свою силу.

Итак, тема урока: ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА. АМПЕРМЕТР.

II. Объяснение нового материала

Учитель: Посмотрите, нас встречает добрый волшебник Проводник (рис. 3). Он очень любит электричество и познакомит нас с империей Электрического тока. Начинаем двигаться по маршруту.

Станция первая: ИСТОРИЧЕСКАЯ.

Нам предстоит узнать: кто и когда сумел объяснить ряд основных понятий связанных с электрическим током.

Конец XVIII века, Франция, город Лион, дом одного из коммерсантов. Немного странно, но все же заглянем внутрь. В библиотеке мы видим 14-летнего мальчика. Он в совершенстве владеет латынью, очень много времени проводит за книгами, и уже успел изучить 20-томовую энциклопедию Дидро и Даламбера. Не посещая школу, этот мальчик смог получить всестороннее образование, благодаря огромному трудолюбию и настойчивости. Этому мальчику предстоит вскоре стать всемирно известным ученым. Кто же это? И какое отношение он имеет к нам, а также империи тока.

Этим ученым является АНДРЕ-МАРИ АМПЕР (на доске появляется портрет Ампера). Для нас он интересен своими достижениями в электродинамике (это та часть науки физики, основы которой мы с вами сейчас изучаем). Амперу принадлежит открытие механического взаимодействия проводников с током и закон этого взаимодействия, правило определения направления тока и современная терминология, связанная с током: электродинамика, ЭДС, напряжение, гальванометр, соленоид, электрический ток и т. д. Амперу принадлежат труды во многих областях наук: ботанике, зоологии, химии, математике, кибернетике. Но об этом в другой раз.

Осторожно, двери закрываются.

Следующая станция нашего путешествия: СИЛА ТОКА.

Сейчас нам предстоит выяснить от чего зависит интенсивность (степень действия тока).

Рассмотрим электрическую цепь (рис. 4). Перед нами две лампочки присоединенные к одному источнику тока. Но, совершенно верно, одна из них светит тусклее, другая ярче. Чтобы разобраться, почему, обратимся к одному из принципов, облегчающих изучение физических явлений – построению модели. Представим себя электронами внутри проводника, а входные двери школы поперечным сечением проводника. Школьные двери открываются. Осторожно, не толкайтесь.

На часах: 7-55. Мальчики – электрончики спешат в школу (рис. 5а).

8-00: звонок, движение некоторых, неорганизованных учеников-электронов еще продолжается (рис. 5б).

Есть различие в картинках?

Правильно, в количестве электронов, проходящих через дверь – поперечное сечение проводника — за один и тот же промежуток времени. А чем больше частиц перемещается от одного конца участка цепи к другому, тем больше общий заряд (q), перенесенный частицами. Таким образом, электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за 1 с, определяет силу тока в цепи. Вот мы и узнали, что такое сила тока, ее обозначают буквой I.

Формула этой зависимости имеет вид: I = q / t.

А теперь давайте попробуем дать определение силы тока, я напоминаю вам, что дробная черта – это отношение. Ученики формулируют определение.

Учитель: А теперь посмотрим, как это определение выглядит в учебнике.

Ученики зачитывают определение по учебнику.

Учитель: При подготовке домашнего задания, определение выпишите в тетрадь и выучите.

Двигаясь далее по маршруту нашего путешествия, мы прибываем на станцию:

ЕДИНИЦЫ СИЛЫ ТОКА.

Единицей измерения тока в 1948 году на международной конференции по мерам и весам было предложено считать 1 Ампер. (I) = 1A

Какая сила тока была принята за единицу и почему, вы прочитаете дома в параграфе 37 /Перышкин А.В., Родина Н.А./ (5-9 абзацы). А суть этого явления мы с вами разберем немного позже, когда будем изучать магнитное поле прямого тока.

А сейчас, ребята, я попрошу вас быть предельно внимательными. Следующая часть урока поможет вам при выполнении домашнего задания.

Насколько велика сила тока 1 А, поможет вам разобраться следующая таблица.

В этой таблице мы видим, на какую силу тока рассчитаны некоторые электрические приборы.

Кроме основных единиц измерения физической величины, всегда существуют дольные и кратные. Давайте вспомним перевод единиц и кратко закрепим его.

1мА = 0,001А = 10 -3 А

1 мкА = 0,000001А = 10 -6 А

1кА = 1000 А = 10 3 А

Какие единицы силы тока вы бы использовали при описании работы:

  • электромонтера высоковольтных линий электропередачи;
  • ученого, работающего со сверхчувствительными приборами;
  • ученика, выполняющего лабораторную работу на уроке физики?

А теперь, закрепим перевод единиц. Перед вами пять значений тока. Необходимо получить значения этих же токов в амперах. Даю вам три минуты. (По окончании времени 1 ученик выходит к доске).

Молодцы ребята. Вы успешно справились с заданием.

Следующая станция: УЗЛОВАЯ.

Сейчас мы рассмотрим взаимосвязь электрических величин.

Единица измерения силы тока – Ампер, является основной единицей измерения, которую

нельзя выразить через более простые. Всего таких единиц семь. А единица измерения заряда

— Кулон, с которой вы уже знакомы, является производной величиной и определяется через единицы силы тока. Давайте посмотрим, при какой силе тока заряд, переносимый электронами в единицу времени (1сек.), будет равен 1 Кулону. Вернемся к формуле силы тока, чему равен заряд? (Можно использовать (рис. 6)). Верно q = I * t. Отсюда:

1 Кл=1А * 1с

1 Кулон = 1 Ампер * 1 секунда

У вас не возникает вопрос, а сколько электронов должно пройти через проводник, чтобы заряд, переносимый электронами, т.е. их суммарный заряд, был равен 1 Кулону? Как это найти? Конечно, необходимо вспомнить заряд 1 электрона. Он равен: qe = -1,6 * 10 -19 Кл.

Тогда: (см. решенную задачу)

qе(заряд электрона) = -1,6 *10 -19 Кл

N= = = 0,625 *10 19 = 625 *10 16 электронов

А можно ли эти электроны сосчитать? Почему?

Станция: ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ.

Как вы уже поняли, ребята, считать электроны, для того чтобы узнать силу тока в цепи – дело трудное, неблагодарное и нереальное. Поэтому для определения силы тока в цепи придумали прибор и назвали его – АМПЕРМЕТР. Принцип действия амперметра схож с ГАЛЬВАНОМЕТРОМ. Давайте вспомним, какое действие электрического тока положено в основу действия гальванометра.

Совершенно верно – действие магнитного поля на рамку с током. Но гальванометр рассчитан на измерение очень малых токов – 0,00001 А и, при его включении, нет разницы в какую сторону течет ток. А вот амперметры могут измерять десятки и сотни ампер. Амперметр устроен так, что его включение практически не влияет на измеряемую величину. По его шкале, всегда можно определить, на какую наибольшую силу тока он рассчитан.

Можно ли включать амперметр в цепь с силой тока превышающей его максимальное значение? (Нет).

Для того чтобы уметь им пользоваться, необходимо знать следующие правила:

  • Включается амперметр в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют.
  • Включение амперметра производится с помощью двух клемм, или двух зажимов:
    (+) и (-). Посмотрите на амперметры на ваших столах. Клемму со знаком (+) нужно обязательно соединять с проводом, идущим от (+) полюса источника.
  • Беречь прибор от резких ударов и тряски, пыли.
  • На электрических схемах обозначается:

А теперь посмотрим амперметр в действии:

Чтоб все верно подключить,
Надо быстро повторить,
Твердо знать всем, следовательно,
Амперметр, включается последовательно!

Плюс источника берем,
К клемме плюсовой ведем Амперметра.
И тогда Электроны, как вода,
В одну сторону бегут

Смотрите так же:  Сделать зануление

И приборам ток дают.
Цепь можно замыкать,
Показания снимать,
Силу тока измерять.

Сколько в лампочке ампер? Скажет. (Света), например!

Ученики определяют цену деления прибора, показания, предел измерения.

Показания амперметра не зависят от места включения амперметра в цепь. Это видно из опыта, т.к. оба амперметра показывают одно и тоже.

Сейчас я предлагаю следующее задание, которое необходимо будет выполнить дома, а затем представить в классе. Суть задания: необходимо составить инструкцию пользования амперметром по следующему плану:

  1. Назначение прибора.
  2. Правила хранения и транспортировки.
  3. Правила эксплуатации.

Станция: ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Сила тока — очень важная характеристика электрической цепи. Работающим с электрическими цепями надо знать, что безопасной считается сила тока до 1мА, Более 100 мА – серьезные повреждения организма, приводящие даже к летальному исходу.

Таблица № 5

При работе с электрическими приборами необходимо строго и неуклонно соблюдать меры предосторожности, иначе ваша жизнь будет подвергаться опасности.

1. Очаги электроопасности. Тело человека — проводник. Если случайно он “включит” свое тело в сеть, то не избежит тяжелейшей травмы и даже смерти.

Как же человек может “включить” себя в сеть?

Пример 1-й. Человек, стоящий на хорошо изолирующем основании (например, на сухом деревянном полу), одновременно прикоснулся к двум оголенным проводникам, находящимся под напряжением (рис. 8, а). В этом случае, через тело человека, его сердце и легкие пройдет ток от одной руки к другой. Это приведет к нарушению деятельности сердца и легких. При напряжении между проводами свыше 36 В, (если не будут приняты меры по быстрому отключению тока) поражение током в большинстве случаев смертельно.

Пример 2-й. Человек, стоящий на хорошо изолирующем полу, одновременно коснулся оголенного провода, находящегося под напряжением, и металлического предмета, соединенного с землей, например, батареи водяного отопления или водопроводного крана (рис. 8, б). В этом случае ток пройдет от руки через сердце и легкие к другой руке. Результат будет такой же, как и в первом случае: при напряжении сети свыше 36 В возможен смертельный исход, если быстро не будет отключен ток.

Пример 3-й. Человек, стоящий на хорошо проводящем основании, например на влажной земле или на бетонном полу, коснется оголенного провода, находящегося под напряжением (рис. 8, в, г). Ток пройдет через тело человека от места соприкосновения с токонесущим проводом через сердце и легкие к ногам. Результат поражения аналогичен двум первым из рассмотренных примеров. Поэтому никогда не следует подходить к оборванным электропроводам, лежащим на земле.

Пример 4-й. Человек, держащий в руках электрический прибор, внутри которого питающий его провод или обмотка прибора касается корпуса, одновременно коснулся заземленного предмета (рис. 9, а). Ток пройдет через тело человека в землю.

Подведем итоги.

  • Опасно одновременное прикосновение к двум оголенным проводам, находящимся под напряжением.
  • Опасно одновременное прикосновение к одному оголенному проводу и к предмету, находящемуся под напряжением и соединенным с землей.
  • Опасно пользоваться неисправным электрическим прибором.
  • Опасно для человека, стоящего на проводящем основании, подходить и тем более касаться оголенного провода, упавшего на землю.

2. Примеры конкретных поражений электрическим током. На рисунке 9, б, в показаны возможные случаи поражения электрическим током. Объясните, почему они произошли.

Станция: ОКАЗАНИЯ ПЕРВОЙ МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩИ.

Как оказать первую помощь пораженному электрическим током?

Запомните: при оказании первой помощи дорога каждая секунда. Чем больше времени человек находится под действием тока, тем меньше шансов спасти ему жизнь! Почти всегда сам человек не может освободиться от проводов или деталей, прикосновение к которым стало причиной его поражения. Это происходит потому, что электрический ток, протекая по телу человека, вызывает судорожное сокращение мышц. Сам человек не может освободиться от проводов еще и потому, что электрический ток быстро поражает центральную нервную систему и человек теряет сознание. Самое первое, что надо сделать для спасения человека, это прервать его контакт с токонесущими проводами. Если несчастье произошло в помещении, где есть выключатель или штепсель, надо выключить ток выключателем или выдернуть штепсельную вилку. Если же несчастье произошло там, где нет выключателя, надо вывернуть предохранители, стоящие около счетчика.

В тех случаях, когда несчастье произошло, когда выключатель расположен очень далеко (рис.10), необходимо либо оттянуть пострадавшего от проводов (рис, 10 а), или сбросить сухой палкой провод с человека (рис. 10, б), перерезать ножом, перекусить кусачками с хорошо изолирующими ручками один из проводов. Нельзя перерезать сразу два провода.

Необходимо помнить, что пострадавший, находящийся в контакте с токонесущими проводами или деталями, сам является проводником электрического тока. Поэтому оттягивать пострадавшего от проводов надо за концы одежды одной рукой. Ни в коем случае нельзя касаться токопроводящих, соединенных с землей деталей и предметов. Если несчастный случай произошел во дворе или в сыром помещении, то необходимо положить под ноги изолирующий предмет, например сухую доску или резиновый коврик (в крайнем случае, свернутую сухую одежду).

Освободив пострадавшего от тока, необходимо немедленно положить его на спину, расстегнуть стесняющую дыхание одежду, вызвать врача или срочно доставить пострадавшего в лечебное учреждение.

Вот мы и закончили путешествие. Проводник был очень рад познакомиться с вами и, на прощание, просит вас заполнить “проездной” билет (один вариант билета на рис.11), с помощью которого вы сможете путешествовать по империи электрического тока самостоятельно. Вам нужно ответить на вопросы каждого пункта.

Учитель собирает работы. Ученики записывают домашнее задание.

III. Подведение итогов урока

Учитель подводит итог урока, оценивая работу учеников.

Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр. Измерение силы тока.

Столичный учебный центр
г. Москва

Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр. Измерение силы тока.

Малкина Татьяна Владимировна

г. Москва ГБОУ Школа №293 имени А. Т. Твардовского

Тема и номер урока в теме

Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр. Измерение силы тока (Урок 32/9)

А. В. Пёрышкин «Физика – 8», Дрофа

8. Цель урока: ввести новую физическую величину – силу тока, её единицу измерения (ампер), познакомиться с прибором, определяющий силу тока в участке цепи — амперметром и научить определять силу тока.

— обучающие: установить взаимосвязь силы тока, возникающего в проводнике с электрическим зарядом и временем прохождения заряда по нему на модели; формировать навыки перевода единиц силы тока в СИ; отрабатывать навыки определения силы тока амперметром и изучить практическое значение силы тока.

— развивающие : развивать умения самостоятельно: интерпретировать, систематизировать, анализировать и критично оценивать полученную информацию с позиции решаемой задачи; продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач.

— воспитательные: развивать познавательный интерес к предмету, тренировка рационального метода запоминания формул; воспитывать умение логически строить свой ответ, формировать качества исследования и научное мировоззрение.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Формы работы учащихся: фронтальная, коллективная.

Необходимое техническое оборудование: мультимедийный проектор, экран, демонстрационный амперметр, компьютер.

СТРУКТУРА И ХОД УРОКА

Название используемых ЭОР

(с указанием порядкового номера из Таблицы 2)

(с указанием действий с ЭОР, например, демонстрация)

Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр (Гребенюк Ю.В.)

Этот видеоурок доступен по абонементу

У вас уже есть абонемент? Войти

На данном уроке, тема которого «Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр», мы познакомимся с такой характеристикой тока, как сила, поговорим о единицах её измерения, а также о приборе, с помощью которого можно измерять силу тока в цепи, – об амперметре.

На предыдущих уроках мы говорили о токе в металле, также обсудили электрическую цепь и её составные части, говорили о направлении тока. Однако мы не касались такого вопроса, как характеристики, с помощью которых можно описать электрический ток. Наверное, все вы слышали о выражении «скачок напряжения» и наблюдали мигание лампочки. То есть мы понимаем, что электрические токи бывают разными, а как же можно сравнивать электрические токи? Какие характеристики тока позволяют оценивать его величину и другие его параметры? Сегодня мы начнем изучать величины, которые характеризуют электрический ток, и начнем мы с такой характеристики, как сила тока.

Вы уже знаете, что в металлическом стержне достаточно большое количество носителей электрического заряда – электронов. Понятно, когда по стержню не течет электрический ток, эти электроны движутся хаотически, то есть можно считать, что количество электронов, которое проходит через сечение стержня слева направо, приблизительно равно количеству электронов, которое проходит через то самое сечение стрежня справа налево за одно и то же время. Если мы пропускаем по стержню электрический ток, то движение электронов становится упорядоченным и количество электронов, которое проходит через сечение стержня за промежуток времени, существенно возрастает (имеется в виду то количество электронов, которое проходит в одном направлении).

Сила тока – это физическая величина, характеризующая электрический ток и численно равная заряду, проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени. Силу тока обозначают символом и определяют по формуле: , где – заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за время .

Чтобы лучше понять суть введенной величины, давайте обратимся к механической модели электрической цепи. Если рассмотреть водопроводную систему вашей квартиры, то она может оказаться поразительно похожей на электрическую цепь. Действительно, аналогом источника тока выступает насос, который создает давление и поставляет воду в квартиры (см. рис .1).

Рис. 1. Водопроводная система

Как только он перестанет работать, исчезнет вода в кранах. Краны выступают в роли ключей электрической цепи: когда кран открыт – вода течет, когда закрыт – нет. В роли заряженных частиц выступают молекулы воды (см. рис. 2).

Рис. 2. Движение молекул воды в системе

Если мы теперь введем величину, аналогичную только что введенной силе тока, то есть количеству молекул воды через сечение трубы за единицу времени, то фактически получим количество воды, проходящей через поперечное сечение трубки за одну секунду – то, что в быту часто называют напором. Соответственно, чем больше напор, тем больше воды вытекает из крана, аналогично: чем больше сила тока, тем сильнее ток и его действие.

Смотрите так же:  Как подключить коробку автомат

Единицы силы тока

Единицей силы тока является ампер: . Эта величина названа в честь французского ученого Андре-Мари Ампера. Ампер – одна из единиц интернациональной системы. Зная единицы силы тока, легко получить определение единицы электрического заряда в СИ. Поскольку , то .

Следовательно, . То есть 1 Кл – это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока в проводнике 1 А. Кроме ампера, также применяют такие величины, как миллиампер (), микроампер (), килоампер (). Чтобы представлять себе, что такое малая, а что такое большая сила тока, приведем такие данные: для человека считается безопасной сила тока, меньше 1 мА, а сила тока, больше 100 мА, может привести к существенным проблемам со здоровьем.

Некоторые значения силы тока

Чтобы понимать величину такой силы тока, как 1А, давайте рассмотрим следующую таблицу.

Рентгеновский медицинский аппарат (см. рис. 3) – 0,1 А

Рис. 3. Рентгеновский медицинский аппарат

Лампочка карманного фонаря – 0,1–0,3 А

Переносной магнитофон – 0,3 А

Лампочка в классе – 0,5 А

Мобильный телефон в режиме работы – 0,53 А

Стиральная машина – 2 А

Электрический утюг – 3 А

Электродоильная установка – 10 А

Двигатель троллейбуса – 160–220 А

Молния – более 1000 А

Кроме того, рассмотрим эффекты действия тока, которые он оказывает на организм человека, в зависимости от силы тока (в таблице приведена сила тока при частоте 50 Гц и эффект действия тока на человеческий организм).

0–0,5 мА Отсутствует

0,5–2 мА Потеря чувствительности

2–10 мА Боль, мышечные сокращения

10–20 мА Растущее воздействие на мышцы, некоторые повреждения

16 мА Ток, выше которого человек уже не может освободиться от электродов

20–100 мА Дыхательный паралич

100 мА – 3 А Смертельные желудочковые фибрилляции (необходима срочная реанимация)

Более 3 А Остановка сердца, тяжелые ожоги (если шок был кратким, то сердце можно реанимировать)

Вместе с тем большинство приборов рассчитано на значительно большее значение силы тока, поэтому при работе с ними очень важно соблюдать некоторые правила. Остановимся на главных моментах, которые нужно помнить всем, кто имеет дело с электричеством.

Нельзя:

1) Прикасаться к обнаженному проводу, особенно стоя на земле, сыром полу и т.п.

2) Пользоваться неисправными электротехническими устройствами.

Собирать, исправлять, разбирать электротехнические устройства, не отсоединив их от источника тока.

Для измерения силы тока используется прибор – амперметр. Он обозначается буквой А в кружочке при схематическом изображении в электрической цепи. Как и любой прибор, амперметр не должен влиять на значение измеряемой величины, поэтому он сконструирован таким образом, чтобы практически не менять значение силы тока в цепи.

Правила, которые необходимо соблюдать при измерении силы тока амперметром

1) Амперметр включают в цепь последовательно с тем проводником, в котором необходимо измерять силу тока (см. рис. 4).

2) Клемму амперметра, возле которой стоит знак +, нужно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока; клемму со знаком минус – с проводом, идущим от отрицательного полюса источника тока (см. рис. 5).

3) Нельзя подключать амперметр к цепи, где отсутствует потребитель тока (см. рис. 6).

Рис. 4. Последовательное соединение амперметра

Рис. 5. Правильно соединена клемма +

Рис. 6. Неверно подключенный амперметр

Давайте посмотрим на работу амперметра вживую. Перед нами электрическая цепь, которая состоит из источника тока, амперметра, который соединен последовательно, и лампочки, которая также соединена последовательно (см. рис. 7).

Рис. 7. Электрическая цепь

Если сейчас включим источник тока, то сможем пронаблюдать, какая сила в цепи с помощью амперметра. Вначале он указывает 0 (то есть тока в цепи нет), а теперь видим, что сила тока стала почти 0,2 А (см. рис. 8).

Рис. 8. Протекание тока в цепи

Если мы изменим ток в цепи, увидим, что сила тока увеличится (станет примерно 0,26 А), и при этом лампочка загорится ярче (см. рис .9), то есть, чем больше сила тока в цепи, тем ярче лампочка горит.

Рис. 9. Сила тока в цепи больше – лампочка горит ярче

Виды амперметров

Распространение получили амперметры электромагнитные, магнитоэлектрические, электродинамические, тепловые и индукционные.

В электромагнитных амперметрах (см. рис. 10) измеряемый ток, проходя по катушке, втягивает внутрь ее сердечник из мягкого железа с силой, возрастающей с увеличением силы тока; при этом насаженная на одной оси с сердечником стрелка поворачивается и по градуированной шкале указывает силу тока в амперах.

Рис. 10. Электромагнитный амперметр

В тепловых амперметрах (см. рис. 11) измеряемый ток пропускается по натянутой металлической нити, которая вследствие нагревания током удлиняется и провисает, поворачивая при этом стрелку, указывающую на шкале силу тока.

Рис. 11. Тепловой амперметр

В магнитоэлектрическом амперметре (см. рис. 12) под влиянием взаимодействия измеряемого тока, пропускаемого по проволоке, намотанной на легкую алюминиевую рамку, и магнитного поля постоянного подковообразного магнита рамка вместе с указательной стрелкой поворачивается на больший или меньший угол в зависимости от величины силы тока.

Рис. 12. Магнитоэлектрический амперметр

В электродинамических амперметрах (без железа) (см. рис. 13) измеряемый ток пропускается последовательно по обмотке неподвижной и подвижной катушек; последняя благодаря взаимодействию проходящего по ней тока с током в неподвижной катушке поворачивается вместе со стрелкой, указывающей силу тока.

Рис. 13. Электродинамический амперметр

В индукционных приборах (см. рис. 14) подвижный металлический диск или цилиндр подвергается воздействию бегущего или вращающегося поля, создаваемого неподвижными катушками, соединенными магнитной системой.

Рис. 14. Индукционный амперметр

Тепловые и электродинамические амперметры пригодны для измерения как постоянного, так и переменного токов, электромагнитные – для постоянного тока и индукционные – для переменного

Решение задач

Рассмотрим решение нескольких типовых задач по данной теме.

Задача 1

Сколько электронов каждую секунду проходит через поперечное сечение проводника, если по нему течёт ток 0,32 А?

Решение

Мы знаем не только силу тока I = 0,32 A, время t = 1 c, но и заряд одного электрона: .

Воспользуемся определением силы тока: , а заряд, который проходит за единицу времени по модулю, равен сумме модулей зарядов электронов, которые проходят через сечение за 1 с. Получаем . Откуда .

Проверяем единицы искомой величины: .

Ответ: .

Задача 2

Почему амперметр, который показывает силу тока, идущего через провод, которым аккумулятор автомобиля соединяется с бортовой электрической сетью, имеет на шкале и положительные, и отрицательные значения?

Решение

Дело в том, что в автомобильном аккумуляторе происходят два процесса: иногда он заряжается (см. рис. 15), то есть получает заряд (заряды движутся в одну сторону), а иногда – питает бортовую сеть, то есть отдаёт заряд (соответственно, заряды движутся в другую сторону) (см. рис. 16). В этих двух случаях сила тока будет отличаться знаком.

Рис. 15. Зарядка аккумулятора

Рис. 16. Разрядка аккумулятора

Задача 3

В проводнике в каждом кубическом сантиметре содержится свободных электронов. С какой средней скоростью электроны упорядоченно двигаются по проводнику, если сила тока в нём 8 А? Площадь поперечного сечения проводника составляет 1 мм 2 .

Решение

Мы знаем силу тока I = 8 A, площадь сечения , заряд одного электрона , объём и количество электронов в этом объёме . Найти необходимо скорость .

Рассмотрим кубический сантиметр проводника. В нём содержится известное количество свободных электронов. Что такое средняя скорость их движения? . Как определить расстояние?

Для начала воспользуемся определением силы тока: , а заряд, который проходит за единицу времени, по модулю равен сумме модулей зарядов электронов, которые проходят через сечение за время. Получаем . Откуда – количество электронов, которые прошли через сечение проводника за единицу времени. Из несложной пропорции определяем объём, который занимают эти электроны: , откуда .

Теперь найти расстояние, пройденное электронами, несложно: если весь этот объём прошёл через сечение, то длина пути каждого электрона равна: .

Получаем итоговую формулу: .

Проверяем единицы измерения: .

Ответ:

На следующем уроке мы поговорим о еще одной характеристике тока – напряжении. На этом наш урок окончен, спасибо за внимание!

Домашнее задание

  1. Что такое сила тока? В чем она измеряется в СИ?
  2. Как в цепь подключают амперметр?
  3. Какие виды амперметров вы знаете? Опишите принцип их работы.

Список рекомендованной литературы

  1. Соколович Ю.А., Богданова Г.С Физика: Справочник с примерами решения задач. – 2-е издание передел. – X.: Веста: Издательство «Ранок», 2005. – 464 с.
  2. Перышкин А.В. Физика: Учебник 8 класс. — Издательство: М.: 2013. – 240 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Интернет-портал Class-fizika.narod.ru (Источник).
  2. Интернет-портал Yaklass.ru (Источник).

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

Похожие статьи:

  • Принципиальные и монтажные электрические схемы конспект урока Урок в 8 классе "Монтаж электрической цепи" Тема урока "Монтаж электрической цепи" для учащихся 8 класса. Раздел "Электротехнические работы". Тип урока: получение новых знаний. Цели: образовательная: создать условия для получения […]
  • Если через поперечное сечение контактного провода Задачи. Сила тока, напряжение, сопротивление. Задачи. Сила тока, напряжение, сопротивление. Закон Ома для участка цепи. Просмотр содержимого документа «Задачи. Сила тока, напряжение, сопротивление.» Задачи. Сила тока, напряжение, […]
  • Сила постоянного тока единица измерения Постоянный ток - общие понятия, определение, единица измерения, обозначение, параметры Постоянный ток — электрический ток, не изменяющийся по времени и по направлению. За направление тока принимают направление движения положительно […]
  • Ореол провода Ореол провода (863) 220-9299 (863) 220-9169 (863) 222-1601 Кабели силовые с ПВХ изоляцией, Основные параметры и характеристики: ► Кабели изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ , категория размещения 1,5 АВВГ-П, ВВГ-П - […]
  • Для маркировки кабелей применяются Маркировка кабелей и проводов Видов кабельно-проводниковых изделий великое множество. Различаются они между собой структурой, составом, сферой использования. Применение провода не той марки или неправильного сечения может закончиться […]
  • Обрыв цепи шины can Электрические цепи автомобилей усложнялись и разрастались год от года. Первые автомобили обходились без генератора и аккумулятора – зажигание работало от магнето, а фары были ацетиленовые. К середине 70-х годов в жгуты увязывались уже […]