Lekce je věnována pojmu elektrické napětí, jeho označení a měrným jednotkám. Druhá část lekce je věnována především demonstraci zařízení pro měření napětí na úseku obvodu a jejich vlastností.

Pokud uvedeme standardní příklad o významu známého nápisu na jakýchkoli domácích spotřebičích „220 V“, znamená to, že na části obvodu je vykonáno 220 J práce pro přesun náboje 1 C.

Vzorec pro výpočet napětí:

Práce elektrického pole na přenosu náboje, J;

Charge, Cl.

Proto může být jednotka napětí reprezentována následovně:

Mezi vzorci pro výpočet napětí a proudu existuje vztah, kterému byste měli věnovat pozornost: a. Oba vzorce obsahují hodnotu elektrického náboje, která se může hodit při řešení některých problémů.

K měření napětí slouží přístroj tzv voltmetr(obr. 2).

Rýže. 2. Voltmetr ()

Existují různé voltmetry podle vlastností jejich aplikace, ale princip jejich činnosti je založen na elektromagnetickém účinku proudu. Všechny voltmetry jsou označeny latinským písmenem, které je naneseno na číselníku přístroje a je použito ve schematickém znázornění zařízení.

Ve školním prostředí se například používají voltmetry, znázorněné na obrázku 3. Používají se k měření napětí v elektrických obvodech při laboratorních pracích.

()	()	()

Rýže. 3. Voltmetry

Hlavními prvky demonstračního voltmetru jsou tělo, stupnice, ukazatel a svorky. Svorky jsou obvykle označeny plus nebo mínus a jsou pro přehlednost zvýrazněny různými barvami: červená - plus, černá (modrá) - mínus. To bylo provedeno proto, aby bylo zajištěno, že svorky zařízení jsou zjevně správně připojeny k odpovídajícím vodičům připojeným ke zdroji. Na rozdíl od ampérmetru, který je zapojen do otevřeného obvodu sériově, je voltmetr zapojen do obvodu paralelně.

Každé elektrické měřicí zařízení by samozřejmě mělo mít minimální vliv na zkoumaný obvod, proto má voltmetr takové konstrukční vlastnosti, že jím protéká minimální proud. Tento efekt je zajištěn výběrem speciálních materiálů, které přispívají k minimálnímu průtoku náboje zařízením.

Schematické znázornění voltmetru (obr. 4):

Rýže. 4.

Nakreslíme si např. elektrický obvod (obr. 5), do kterého je zapojen voltmetr.

Rýže. 5.

Obvod obsahuje téměř minimální sadu prvků: zdroj proudu, žárovku, spínač, ampérmetr zapojený do série a voltmetr zapojený paralelně k žárovce.

Komentář. Je lepší začít s montáží elektrického obvodu se všemi prvky kromě voltmetru a na konci jej připojit.

Existuje mnoho různých typů voltmetrů s různými stupnicemi. Proto je otázka výpočtu ceny zařízení v tomto případě velmi aktuální. Velmi rozšířené jsou mikrovoltmetry, milivoltmetry, prostě voltmetry atd. Z jejich názvu je zřejmé, s jakou frekvencí se měření provádí.

Kromě toho jsou voltmetry rozděleny na stejnosměrná a střídavá zařízení. V městské síti je sice střídavý proud, ale v této fázi studia fyziky máme co do činění se stejnosměrným proudem, který dodávají všechny galvanické prvky, takže nás budou zajímat odpovídající voltmetry. Skutečnost, že zařízení je určeno pro střídavé obvody, je na číselníku obvykle znázorněno jako vlnovka (obr. 6).

Rýže. 6. AC voltmetr ()

Komentář. Pokud se budeme bavit o hodnotách napětí, tak např. napětí 1 V je malá hodnota. Průmysl používá mnohem vyšší napětí, měřeno ve stovkách voltů, kilovoltech a dokonce megavoltech. V každodenním životě se používá napětí 220 V nebo méně.

V další lekci se dozvíme, jaký je elektrický odpor vodiče.

Bibliografie

1. Gendenshtein L. E., Kaidalov A. B., Kozhevnikov V. B. Physics 8 / Ed. Orlová V. A., Roizena I. I. - M.: Mněmosyně.
2. Peryshkin A. V. Physics 8. - M.: Drop, 2010.
3. Fadeeva A. A., Zasov A. V., Kiselev D. F. Fyzika 8. - M.: Vzdělávání.

Dodatečná pdoporučené odkazy na internetové zdroje

1. Skvělá fyzika ().
2. Youtube().
3. Youtube().

Domácí práce

Při použití materiálů z tohoto webu - a umístění banneru je POVINNÉ!!!

Hodina fyziky v 8. ročníku "Elektrické napětí. Jednotky napětí. Voltmetr"

Vývoj lekce zajišťuje: Julia Vladimirovna Tolstykh, učitelka fyziky a informatiky, kvalifikační kategorie I, Městská vzdělávací instituce Střední škola v obci Kuzminskie Otverzhki, Lipecká oblast, email: [e-mail chráněný]

Účel lekce:

1. Uveďte pojem napětí a jeho vysvětlení; zavést vzorec a jednotku napětí; prostudujte si přístroj pro měření napětí a pravidla pro jeho připojení k obvodu.
2. Rozvíjet dovednosti montáže řetězu; myslící; Paměť; mluvený projev; zájem o předmět; schopnost aplikovat získané znalosti v praxi.
3. Pěstovat smysl pro zodpovědnost, kolektivismus, svědomitý přístup k plnění úkolů a sebekázeň.

Průběh lekce podle učebnice A.V. Peryshkina.

1. Kontrola domácích úkolů.

Učitel čte otázky:

1. Síla proudu je indikována....
2. Měří se proudová síla....
3. Vzorec pro výpočet proudu.....
4. Zařízení je připojeno k obvodu.....
5. Jednotka elektrického náboje....
6. Kolik ampérů je v 1 mA?

Odpovědi: vyberte možnost

1. VZDUCH
2. Voltmetr - hodiny - ampérmetr
3. F = m a- I = q / t- q = It
4. paralelně-sériově-první
5. 1 s - 1 metr - 1 přívěsek
6. 0,001A - 10A - 100A

Slabým žákům se rozdají kartičky s úkoly a zbytek pracuje u tabule a na otázkách

2. Vysvětlení nového materiálu.

1. Bezpečnostní opatření při práci s elektrickým zařízením.

• Pamatujete, chlapi, čemu se říká práce proudu? Práce vykonaná elektrickým polem, které vytváří proud, se nazývá práce vykonaná proudem.
• Jakou veličinou je práce proudu? Na čem to závisí?

S jistotou lze říci, že záleží na síle proudu, tedy na elektrickém náboji, který obvodem proteče za 1 s, a také na pro vás nové hodnotě, která se nazývá elektrické napětí.

Napětí je fyzikální veličina, která charakterizuje elektrické pole a ukazuje, jakou práci elektrické pole vykoná, když přesune jednotkový kladný náboj z jednoho bodu do druhého. Označuje se písmenem U. Pro výpočet napětí se používá vzorec: U = A / q. Jednotka napětí je pojmenována Volt (V) na počest italského vědce Alessandra Volty, který vytvořil první galvanický článek. Jednotkou napětí je elektrické napětí na koncích vodiče, ve kterém práce pohybující se elektrickým nábojem 1 C podél tohoto vodiče je rovna 1 J. 1V = 1J / 1C Kromě voltu se používají jeho dílčí násobky a násobky: milivolt (mV) a kilovolt (kV). 1mV = 0,001V 1kV = 1000V K měření napětí na pólech zdroje proudu nebo na některé části obvodu se používá zařízení zvané voltmetr. Svorky voltmetru jsou připojeny k těm bodům v obvodu, mezi kterými je třeba měřit napětí. Toto zapojení zařízení se nazývá paralelní. Sestavení obvodu a nakreslení obvodu obsahujícího voltmetr. Vysvětluje, jak je zařízení znázorněno na obrázku.

Napětí

Dopis U

Vzorec U=A/q

Jednotka 1 volt

Dílčí jednotky s 1kV = 1000V

Násobky jednotek 1mV = 0,001V

přístroj voltmetr

Připojení k okruhu paralelní

Ukázka voltmetrů různých typů s příběhem a vysvětlením principu jejich činnosti.

3. Upevňování získaných znalostí.

Napište 2 možnosti na tabuli a vyzvěte dva studenty, aby pracovali samostatně.

Převeďte tyto hodnoty napětí na volty:

1. možnost:

2. možnost:

Úkoly pro práci se třídou:

Cvičení 1: Nakreslete schéma elektrického obvodu sestávajícího z baterie, elektrického zvonku, klíče, voltmetru a ampérmetru, které měří napětí na zvonku a proud v něm. Diagram bude označovat znaky svorek baterie, ampérmetru a voltmetru při dodržení pravidel pro jejich připojení. Šipkami označte směr proudu v obvodu a směr pohybu elektronů v něm.

Úkol 2: Jakou práci vykoná elektrické pole při pohybu náboje 4,5 C průřezem vlákna žárovky, je-li napětí na žárovce 3 V?

(A=Uq=3 B *4,5 Cl= 13,5 J)

Úkol 3: Když jedním vodičem projde stejné množství elektřiny, vykoná se práce 100 J a ve druhém 250 J. Který vodič má větší napětí? Kolikrát?

(Když vodičem projde stejné množství elektřiny, napětí bude větší v případě, kdy je práce vykonaná proudem větší. Ve druhém případě je práce vykonaná proudem 250J/100J=2,5krát větší )

Úkol 4: S jakými hodnotami elektrického napětí se člověk setkává v každodenním životě? (127V, 220V)

4. Shrnutí lekce.

Průzkum otázek.

• Jak se nazývá dílo proudu?
• Jak vysvětlit elektrické napětí v části obvodu?
• Vzorec pro výpočet napětí.
• Dílčí a násobky jednotek napětí.
• Účel voltmetru a pravidla pro jeho připojení k obvodu.

Výborně chlapci! Známky lekce.

5. Domácí úkol. §39-41 Ex 16 ( A.V. Peryshkin)

Elektrické napětí označuje práci, kterou elektrické pole vykoná při přesunu náboje o velikosti 1 C (coulomb) z jednoho bodu vodiče do druhého.

Jak vzniká napětí?

Všechny látky se skládají z atomů, což jsou kladně nabité jádro, kolem kterého obíhají menší záporné elektrony vysokou rychlostí. Obecně jsou atomy neutrální, protože počet elektronů odpovídá počtu protonů v jádře.

Pokud je však atomům odebrán určitý počet elektronů, budou mít tendenci přitahovat stejný počet a vytvářet kolem sebe kladné pole. Pokud přidáte elektrony, objeví se jich nadbytek a objeví se negativní pole. Tvoří se potenciály – pozitivní i negativní.

Když se vzájemně ovlivňují, vznikne vzájemná přitažlivost.

Čím větší rozdíl - potenciálový rozdíl - tím silněji budou elektrony z materiálu s jejich nadbytečným obsahem přitahovány k materiálu s jejich nedostatkem. Čím silnější bude elektrické pole a jeho napětí.

Pokud spojíte potenciály s různými náboji vodičů, vznikne elektrický - řízený pohyb nosičů náboje, snažící se eliminovat rozdíl v potenciálech. Pro pohyb nábojů po vodiči konají síly elektrického pole práci, která je charakterizována pojmem elektrické napětí.

V čem se měří?

teploty;

Druhy napětí

Konstantní tlak

Napětí v elektrické síti je konstantní, když je na jedné straně vždy kladný potenciál a na druhé záporný potenciál. Elektřina má v tomto případě jeden směr a je konstantní.

Napětí ve stejnosměrném obvodu je definováno jako rozdíl potenciálů na jeho koncích.

Při připojování zátěže ke stejnosměrnému obvodu je důležité nezaměnit kontakty, jinak může zařízení selhat. Klasickým příkladem zdroje konstantního napětí jsou baterie. Sítě se používají tam, kde není potřeba přenášet energii na velké vzdálenosti: ve všech druzích dopravy - od motocyklů po kosmické lodě, ve vojenské technice, elektrické energii a telekomunikacích, pro nouzové zásobování energií, v průmyslu (elektrolýza, tavení v elektrických obloukových pecích , atd.) .

střídavé napětí

Pokud periodicky měníte polaritu potenciálů nebo je pohybujete v prostoru, elektrický se bude řítit opačným směrem. Počet takových změn směru za určitou dobu ukazuje charakteristika zvaná frekvence. Například standardní 50 znamená, že polarita napětí v síti se mění 50krát za sekundu.

Napětí ve střídavých elektrických sítích je časovou funkcí.

Nejčastěji se používá zákon sinusových kmitů.

To se děje kvůli tomu, co se děje v cívce asynchronních motorů v důsledku rotace elektromagnetu kolem ní. Pokud rotaci rozšíříte v čase, získáte sinusoidu.

Skládá se ze čtyř vodičů - třífázového a jednoho neutrálního. napětí mezi nulovým a fázovým vodičem je 220 V a nazývá se fáze. Existují také mezifázová napětí, nazývaná lineární a rovnající se 380 V (potenciální rozdíl mezi dvěma fázovými vodiči). V závislosti na typu připojení v třífázové síti můžete získat buď fázové napětí, nebo lineární napětí.

Pozornost! Správa stránek není odpovědná za obsah metodického vývoje ani za soulad vývoje s federálním státním vzdělávacím standardem.

Tato otevřená lekce byla natočena 21. ledna 2016 v Městské rozpočtové vzdělávací instituci Střední škola č. 21 v Nižněkamsku, Nižněkamský okres Republiky Tatarstán v rámci městské soutěže odborných dovedností „Učitel roku - 2016“.

Ve třídě bylo v době natáčení 20 studentů 8. ročníku SOŠ MBOU č. 21, 16 členů poroty - metodiků nižněkamského vzdělávacího oddělení, dále učitelé a soutěžící, filmový štáb operátorů.

Studenti, se kterými jsem pracoval, mi byli neznámí, proto jsem při konstrukci hodiny bral v úvahu a zvažoval, jak jen to bylo možné, různé situace.

Toto video obsahuje materiál, kde sdílím vlastní zkušenosti s používáním a testováním mého metodického tématu „Aplikace informačních a komunikačních technologií ve výukové činnosti“. Zaujmout a překvapit moderní děti, které jsou na vychytávky od narození zvyklé, dá hodně práce. Zvláště pokud učebna fyziky nebyla od otevření školy aktualizována. V kanceláři není interaktivní tabule, přesto s pomocí notebooku a projektoru tuto „překážku“ překonávám a nacházím řešení, jak lekci odučit přístupněji a zajímavěji.

PLÁN(Na stole)

1. Definice
2. Označení
3. Jednotky
4. Vzorec pro výpočet
5. Jaké zařízení se používá k měření
6. Označení na schématu
7. Pravidla pro zapojení do obvodu

Mini zpráva

VOLTA Alessandro - Italský přírodovědec, fyzik, chemik a fyziolog. Jeho nejvýznamnějším přínosem pro vědu byl vynález zdroje stejnosměrného proudu, který sehrál rozhodující roli v dalším studiu elektrických a magnetických jevů.

Individuální karta pro silné studenty

1. Určete napětí na úseku obvodu, jestliže se při průchodu náboje 15 C s proudem vykoná práce 6 kJ?
2. Při přenosu 60 C elektřiny z jednoho bodu elektrického obvodu do druhého se za 12 minut vykoná práce 900 J. Určete napětí a proud v obvodu.

Zkoušeli jste někdy nafukovat balónky s časem? Jeden se nafoukne rychle, zatímco druhý se za stejnou dobu nafoukne mnohem méně. Bezpochyby první dělá více práce než druhý.

Totéž se děje se zdroji napětí. Aby byl zajištěn pohyb částic ve vodiči, musí být provedena práce. A tuto práci dělá zdroj. Provoz zdroje je charakterizován napětím. Čím je větší, tím více práce zdroj vykoná, tím jasněji bude žárovka v obvodu hořet (za jiných stejných podmínek).

Napětí se rovná poměru práce elektrického pole k pohybu náboje
na množství náboje pohybujícího se v části okruhu.

U = A q, kde \(U\) je napětí, \(A\) je práce elektrického pole, \(q\) je náboj.

Dávej pozor!

Jednotkou SI napětí je [\(U\)] = \(1\) B (volt).

\(1\) volt se rovná elektrickému napětí v části obvodu, kde se při protékání náboje rovného \(1\) C vykoná práce rovna \(1\) J: \(1\) V \(= 1\) J/1 Cl.

Každý viděl na domácích spotřebičích nápis „\(220\) V“. To znamená, že na části obvodu je vykonána práce \(220\) J k přesunutí náboje \(1\) C.

Kromě voltu se používají jeho dílčí násobky a násobky - milivolty a kilovolty.

\(1\) mV \(= 0,001\) V, \(1\) kV \(= 1000\) V nebo \(1\) V \(= 1000\) mV, \(1\) V \( = 0,001\) kV.

K měření napětí použijte zařízení zvané voltmetr.

Všechny voltmetry jsou označeny latinským písmenem \(V\), které je naneseno na číselníku přístroje a je použito ve schematickém znázornění přístroje.

Ve školním prostředí se používají voltmetry zobrazené na obrázku:

Hlavními prvky voltmetru jsou tělo, stupnice, ukazatel a svorky. Svorky jsou obvykle označeny plus nebo mínus a jsou pro přehlednost zvýrazněny různými barvami: červená - plus, černá (modrá) - mínus. To bylo provedeno za účelem vědomého správného připojení svorek zařízení k odpovídajícím vodičům připojeným ke zdroji.

Dávej pozor!

Na rozdíl od ampérmetru, který je zapojen do otevřeného obvodu sériově, je voltmetr zapojen do obvodu paralelně.

Při připojování voltmetru ke stejnosměrnému obvodu je třeba dodržet polaritu.

Je lepší začít sestavovat elektrický obvod se všemi prvky kromě voltmetru a připojit jej na samém konci.

Voltmetry se dělí na DC zařízení A střídavý proud.

Pokud je zařízení určeno pro obvody střídavého proudu, je obvyklé zobrazovat na číselníku vlnovku. Pokud je zařízení určeno pro stejnosměrné obvody, pak bude vedení rovné.

Můžete věnovat pozornost svorkám zařízení. Pokud je vyznačena polarita („\(+\)“ a „\(-\)“), jedná se o zařízení pro měření stejnosměrného napětí.

Někdy se používají písmena \(AC/DC\). V překladu z angličtiny je \(AC\) (střídavý proud) střídavý proud a \(DC\) (stejnosměrný proud) je stejnosměrný proud.
K střídavému obvodu je připojen voltmetr pro měření střídavého proudu. Nemá žádnou polaritu.

Dávej pozor!

K měření napětí můžete použít i multimetr.

Pamatujte, že vysoké napětí je nebezpečné.

Co se stane s člověkem, který se ocitne vedle spadlého obnaženého kabelu vysokého napětí?

Vzhledem k tomu, že země je vodičem elektrického proudu, může kolem spadlého nechráněného kabelu, který je pod napětím, vznikat nebezpečné skokové napětí.