УРОК 8 ТЕМА: ЗАКОН ОМА ДЛЯ ЗАМКНУТОЙ ЦЕПИ. ЦЕЛИ: 1. Усвоить законы постоянного тока для цепи, содержащей источники тока. 2. Развитие аналитического мышления, умений классифицировать и рассчитывать электрические цепи, содержащие источники тока.. 3. Расширение политехнического кругозора. ТИП УРОКА: комбинированный. ВИД УРОКА: диалог-общение.

Х О Д У Р О К А. I Организационный момент: 1.Сообщение темы и целей урока. 2. Опорные понятия: Замкнутая цепь с одним источником тока. Внешнее сопротивление цепи. Внутреннее сопротивление источника тока. Закон Ома для цепи с одним источником. Закон Ома для цепи с несколькими источниками тока.

II Опрос: 1.Задача 5 стр. 31(на доске заготовить на перемене). Найти напряжение и силу тока на резисторах 6 Ом и 8 ом. a b c d 2 Ом 8 Ом 3 Ом 6 Ом 1.U cd = 3 А 4 Ом = 12 В, 2.12 В / 6 Ом = 2 А, 3.3 А – 2 А = 1 А, 4.1 А 8 Ом = 8 В. 3 А = 12 Ом, 6 12 / (6+12) = 4 Ом

А V VV R 1 R 2 R 3 I А А А А V I R 1 R 2 R Фронтально: законы соединений.

III Изложение темы урока: 1.Что происходит при замыкании источника тока каким-то резистором? 2.Чему равна разность потенциалов между полюсами источника тока в разомкнутой цепи, в замкнутой цепи? (см. урок 5) 3.Что называют внешним сопротивлением – R? 4.Что называют внутренним сопротивлением – r? U R = ξ – цепь разомкнута. U R = ξ – IAcI /q – цепь замкнута IAcI /q = Ir – работа сил сопротивления внутри источника тока. V _ + ξ R I по цепи течёт ток r R – сопротивление, подключённое к источнику тока – внешнее сопротивление. Падение напряжения на внешней цепи U R = IR т. к. сопротивлением подводящих проводов в данном случае можно пренебречь. r – внутреннее сопротивление – это сопротивление источника тока.

5. Чему равна работа сил сопротивления при перемещении единичного заряда от отрицательного полюса к положительному внутри источника тока? (см. урок 5) … разности потенциалов на внутреннем участке цепи IAcI /q = Ir. I = ξ / (R+r) – Закон Ома для замкнутой цепи. 6. Что в итоге имеем? U R = ξ – IAcI /q, U R = IR, IAcI /q = Ir. Получаем: IR = ξ - Ir, ξ = IR+ Ir, ξ = I (R + r). Сила тока в замкнутой цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи. Слайд 14

Для участка цепи, содержащего ЭДС, закон Ома записывается в следующей форме: IR = U 12 = φ 1 – φ 2 + ξ = Δφ 12 + ξ. Участок цепи (cd) является однородным. По закону Ома IR = Δφ cd. Участок (ab) содержит источник тока с ЭДС, равной ξ. По закону Ома для неоднородного участка, I r = Δφ ab + ξ. Сложив оба равенства, получим: I (R + r) = Δφ cd + Δφ ab + ξ. Но Δφ cd = Δφ ba = – Δφ ab. Поэтому I (R + r) = ξ Это соотношение принято называть обобщенным законом Ома. Рассмотрим участок цепи, содержащий источник тока. – Закон Ома для замкнутой цепи. слайд14

1.Если внешняя цепь разомкнута, 3. Если внешнее сопротивление R равно нулю, то возникает короткое замыкание, 2. Если внешнее нагрузочное сопротивление R включено и через батарею протекает ток I, Найдём разность потенциалов на полюсах источника тока: то, разность потенциалов на полюсах разомкнутой батареи равна ее ЭДС. Δφ ba = ξ то разность потенциалов на ее полюсах становится равной Δφ ba = ξ – I r = I R и разность потенциалов на полюсах батареи равна 0. Δφ ba = 0.

Сила тока короткого замыкания – максимальная сила тока, которую можно получить от данного источника. У источников с малым внутренним сопротивлением ток короткого замыкания может быть очень велик и вызывать разрушение электрической цепи или источника. Например, у свинцовых аккумуляторов, используемых в автомобилях, сила тока короткого замыкания может составлять несколько сотен ампер. Особенно опасны короткие замыкания в осветительных сетях, питаемых от подстанций (тысячи ампер). Чтобы избежать разрушительного действия таких больших токов, в цепь включаются предохранители или специальные автоматы защиты сетей. В ряде случаев для предотвращения опасных значений силы тока короткого замыкания к источнику подсоединяется некоторое внешнее балластное сопротивление. Тогда сопротивление r равно сумме внутреннего сопротивления источника и внешнего балластного сопротивления. Это очень важно знать!!! Слайд 14

1. Алгебраическая сумма сил токов для каждого узла в разветвленной цепи равна нулю: I 1 + I 2 + I I n = 0. В разветвленной цепи всегда можно выделить некоторое количество замкнутых путей, состоящих из однородных и неоднородных участков. Такие замкнутые пути называются контурами. На разных участках выделенного контура могут протекать различные токи. На рис. представлен простой пример разветвленной цепи. Цепь содержит два узла a и d, в которых сходятся одинаковые токи; поэтому только один из узлов является независимым (a или d). При расчёте более сложных электрических цепей, содержащих несколько источников тока применяются правила Кирхгофа. В цепи можно выделить три контура abcd, adef и abcdef. Из них только два являются независимыми (например, abcd и adef), так как третий не содержит никаких новых участков. слайд14

Второе правило Кирхгофа является следствием закона Ома. Запишем обобщенный закон Ома для участков, составляющих контур abcd. Для этого на каждом участке нужно задать положительное направление тока и положительное направление обхода контура. При записи обобщенного закона Ома для каждого из участков необходимо соблюдать определенные «правила знаков», слайд14

Для участков контура abcd обобщенный закон Ома записывается в виде: Для участка bc: I 1 R 1 = Δφ bc – ξ 1. Для участка da: I 2 R 2 = Δφ da – ξ 2. Складывая левые и правые части этих равенств и принимая во внимание, что Δφ bc = – Δφ da, получим: I 1 R 1 + I 2 R 2 = Δφ bc + Δφ da – ξ 1 – ξ 2 = – ξ 1 – ξ 2. I 1 R 1 + I 2 R 2 = – ξ 1 – ξ 2. (1) Аналогично, для контура adef можно записать: I 3 R 3 – I 2 R 2 = ξ 3 + ξ 2. (2) Второе правило Кирхгофа: алгебраическая сумма произведений сопротивления каждого из участков любого замкнутого контура разветвленной цепи постоянного тока на силу тока на этом участке равна алгебраической сумме ЭДС вдоль этого контура. слайд14 Данные выражения (1) и (2) представляют собой математическую запись второго правила Кирхгофа. Сформулируйте это правило.

IV Домашнее задание: : § 11. 1, 3 стр.40. V Закрепление: 1.Закон Ома для однородного участка цепи. 2.Закон Ома для полной цепи. 3.Закон Ома для участка цепи, содержащего источник тока. 4.Первое правило Кирхгофа. 5.Второе правило Кирхгофа. 6.Какие правила знаков необходимо соблюдать при записи обобщённого закона Ома? Слайд 7 Слайд 11 Слайд 13 Слайд 12 Слайд 7

1. Как будет выглядеть закон Ома для случая, при коротком замыкании, R = 0 _ + ξ R I r I = ξ / R I = ξ / r VI. Самостоятельная работа когда внешнее сопротивление много больше внутреннего R>>r 3. Записать закон Ома для участке цепи bc 3. Записать закон Ома для участке цепи ef I 1 R 1 = Δφ bc – ξ 1. I 3 R 3 = Δφ ef + ξ 3. 1 вариант2 вариант 2. Что называется внешним сопротивлением? 2. Что называется внутренним сопротивлением? Сопротивление цепи, подключённой к источнику тока. Сопротивление источника тока. VII. Подведение итогов Слайд 14

Сегодня вы укрепляли свою память, строили умозаключения, анализировали и делали обобщения, формулировали выводы. Будущие энергетики, Вы узнали самые главные законы электрических цепей. Хорошего Вам отдыха на перемене и успехов на других уроках. У Вас всё сегодня получится!