План - конспект уроку з електротехніки

Тема: Кола постійного струму: паралельне, послідовне та змішане з’єднання елементів. Закон Ома для повного кола. Закони Кірхгофа. Основні методи розрахунку кіл постійного струму.

Мета: - Дати загальні поняття учням професії СВ-I про види з’єднань елементів кола постійного струму. Розглянути закон Ома для повного кола, закони Кірхгофа та основні методи розрахунку кіл постійного струму.

- Виховувати в учнів наполегливість у досягненні мети, цікавість до предмету.

- Розвивати в учнів політехнічний кругозір з професійною спрямованістю; мислення, увагу, вміння працювати самостійно в поєднанні з колективною працею;

План уроку:

1. Організаційна частина.

2. Повторення.

3. Вивчення нового матеріалу:

1. Паралельне, послідовне та змішане з’єднання опорів.

2. Закон Ома для повного кола.

3. Закони Кірхгофа.

4. Основні методи розрахунку кіл постійного струму.

5. Поняття про нелінійні кола постійного струму.

IV. Підсумок.

V. Домашнє завдання.

Тип уроку: Комбінований урок.

Структура уроку:

1. Організаційна частина.

Вчитель вітається з класом, перевіряє готовність класу до уроку, відмічає відсутніх, записує на дошці тему і повідомляє мету уроку.

2. Повторення:

Отже, упорядкований рух електричних зарядів — електричний струм — ут­ворюється зарядами різного знаку. Умовно прийнято, що струм — це напрямлений рух позитивних зарядів. Опір позначається літерою R і виражається в омах (1 Ом.).

Джерело електроенергії — це елемент елек­тричного кола, в якому внаслідок перетворення неелектричної (механічної, хімічної, променевої, теплової та ін.) енергії в електричну постійно утворюється різниця потенціалів між його полюсами.

III. Вивчення нового матеріалу:

1. Паралельне, послідовне та змішане з’єднання опорів.

1.1. Послідовне з'єднання кількох опорів (рис. 1, а). Здійснюється воно так: кінець першого опору з'єднується з початком другого, кінець другого — з початком третього і т. д. Джерело жив­лення приєднується до початку першого та кінця останнього опорів.

Загальний опір усього кола, через яке проходить загальний струм , позначимо літерою . Тоді за законом Ома маємо

Спади напруг на опорах кола ; ; ;

Неважко експериментально встановити, що напруга, яка підво­диться до кола з кількох послідовно з'єднаних опорів, дорівнює сумі спадів напруг на окремих опорах:

Підставивши сюди значення напруг, дістанемо: чи значення опору при послідовному зєднанні: (1)

Таким чином, загальний опір кола з кількох послідовно з'єднаних опорів дорівнює їх сумі.

Прикладами послідовного з'єднання кількох опорів можуть бути вмикання реостатів і обмотки збудження в двигуні постійного струму, з'єднання в ялинковій гірлянді низьковольтних електроламп та ін.

Недоліком такого з'єднання опорів є те, що при несправності од­ного опору з ладу виходить усе коло.

1.2. Паралельне з'єднання кількох опорів (рис. 1, б). Здійснюється воно так: початки опорів об'єднуються в одну точку а, кінці — в другу b. До точок а та b приєднується джерело живлення.

Таке з'єднання опорів характеризується спільністю напруги на окремих вітках і різними струмами в них. У точці а загальний струм розгалужується по окремих вітках кола обернено пропорційно їх опорам, а в точці b струми віток знову сходяться, утворюючи в сумі струм .

Позначивши літерою R опір усього розглядуваного кола, за зако­ном Ома матимемо , а для кожної вітки кола ; ; ;

За першим законом Кірхгофа (для вузла а):

Підставивши сюди значення , дістанемо: або значення опору при паралельному зєднанні : . (2)

На простому числовому прикладі, наведеному нижче, неважко переконатися в тому, що загальний опір кола з кількох паралельно з'єднаних опорів завжди буде меншим від найменшого опору, що вхо­дить у це коло.

При паралельному з'єднанні режим роботи одного з струмоприйма­чів не впливає на роботу інших. Тому воно найбільш поширене в елект­ротехніці. Його прикладом може бути з'єднання різних струмоприй­мачів у цеху, електроламп у житловому будинку, трансформаторів на підстанції тощо.

1.3. Змішане з'єднання кількох опорів. У колі з та­ким з'єднанням їх, зображеному на рис.1, в, є ділянка аb що скла­дається з одного опору R₁ і ділянка bc що складається з двох з'єд­наних паралельно опорів R₂ та R₃.

Щоб знайти загальний опір такого кола, треба спочатку за правилом паралельного з'єднання визначити опір ділянки bc, а потім знайдений опір за правилом послідовного з'єднання додати до опору R₁.

Опір ділянки bc позначимо . На підставі (2.) маємо звідки

Загальний опір усього кола при змішаному зєднанні буде рівний:

(3)

Мішане з'єднання опорів застосовується в лабораторних схемах для складання з кількох відомих опорів потрібного загального опору, а також у деяких інших випадках.