Технологическая карта урока
Дударева Е.М. учитель физики МБОУ гимназия №11
Учебный предмет: физика
Класс: 8
УМК: Пёрышкин А. В.
Тема урока: Электрическая цепь и её составные части
Тип урока: изучение нового материала.
Цель урока: раскрыть сущность составных частей электрической цепи, их назначение и условные обозначения.
Задачи урока:
а) формирование представлений об электрической цепи, организация усвоения основных понятий по данной теме, формирование научного мировоззрения учащихся (предметный результат).
б) развитие умения генерировать идеи, выявлять причинно-следственные связи, работать в группе, пользоваться альтернативными источниками информации, формировать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений, при работе с текстом учебника (метапредметный результат).
в) формирование умений управлять своей учебной деятельностью, формирование интереса к физике при анализе физических явлений,формирование мотивации постановкой познавательных задач, раскрытием связи теории и опыта, развитие внимания, памяти, логического и творческого мышления (личностный результат).
Методы обучения: репродуктивный, проблемный, эвристический.
Формы организации познавательной деятельности обучающихся: коллективная, индивидуальная, групповая.
Средства обучения: учебник, лабораторное оборудование, карточки рефлексии, рейтинговая таблица, разноуровневый дидактический материал, компьютер, проектор, Интернет.
Ход урока
Деятельность учителя
Деятельность учащихся
Познавательная
Коммуникативная
Регулятивная
Формируемые способы действий
Осуществляемые учебные действия
Формируемые способы действий
Осуществляемые учебные действия
Формируемые способы действий
1. Организационный момент.
«Здравствуйте. Я рада вас сегодня видеть! Посмотрите друг на друга, улыбнитесь, пошлите положительные эмоции своим одноклассникам».
«Выберете ту «мордашку», которая соответствует вашему настроению в данный момент времени»
Приветствие учащихся, анализ выбранных «мордашек»
Отвечают на приветствие учителя.
Взаимодействуют с учителем
Слушание учителя
Целеполагание
Умение настраиваться на занятие
2. Постановка цели и задач урока
«Сегодня в течении урока вы в рейтинговые таблицы будете заносить полученные баллы, а в конце урока перевести баллы в оценку.»
Рассказывает о том, что в связи с широким использование электричества возникает необходимость более тщательного изучения электрического тока. Возьмем источник тока и лампочку. Что нужно сделать, чтобы она загорелась?
Выяснение темы урока и формулировка его цели. Постановка проблемного вопроса
Отвечают на вопросы учителя. Выдвигают предположения о теме урока «Электрическая цепь и ее составные части».
Выделение существенной информации из слов учителя. Осуществление актуализации личного жизненного опыта.
Взаимодействуют с учителем
Слушание учителя и товарищей, построение понятных для собеседника высказываний.
Контроль правильности ответов обучающихся
Умение слушать в соответствие с целевой установкой. Принятие и сохранение учебной цели и задачи. Уточнение и дополнение высказываний обучающихся
3. Актуализация знаний
«Прежде чем мы познакомимся с темой урока, необходимо вспомнить предыдущий материал. Выполните следующее задание: используя имеющиеся в строках буквы, впишите названия источников тока»:
Беседа с учащимися по вопросам:
Что такое электрический ток?
Что нужно создать в проводнике, чтобы в нем возник электрический ток?
Где создается электрическое поле?
Что совершается в источнике тока?
Где находятся разделенные частицы?
Возникнет ли электрический ток в резиновом шнуре, подсоединенном к источнику тока? А в мотке проволоки, который лежит на столе?
Для какой цели нужно получать электрический ток?
Какие источники тока вы знаете ещё?
Какие превращения энергии происходят внутри источника тока?
Даёт задания обучающимся. Следит за самостоятельностью выполнения заданий.
Выполняют самостоятельно задание.
Ответы:
термоэлемент, фотоэлемент, аккумулятор, генератор.
Обмениваются работами с соседом по парте, проверяют работу соседа, выставляют баллы. (За правильное слово – 1 балл)
Отвечают на вопросы учителя.
Компетенция обучающихся в области физики.
Взаимодействуют с учителем
Слушание учителя
Взаимоконтроль выполнения задания в парах.
Самоконтроль.
4. Первичное усвоение новых знаний
Совокупность устройств, по которым течет электрический ток, называется электрической цепью. Цепи бывают простые (как при демонстрации) и сложные (электропроводка), но во всех можно выделить составные части. Устройства, которые используют электрическую энергию, называются потребителями. Это первая составная часть цепи. Приведите примеры потребителей… в классе… дома… на столе…(для л. р. лампочка). Вторая составная часть цепи – источник тока (для л.р.- гальванический элемент). Источник тока подсоединяют в цепь в последнюю очередь с помощью соединительных проводов – это третья составная часть цепи. Есть еще одна важная часть электрической цепи. В Париже в 1881 году на электротехнической выставке все были в восторге от этого изобретение. Это – выключатель. Роль его – замыкать и размыкать электрическую цепь. В технике используют разные виды замыкающих и размыкающих устройств. Чтобы в цепи был ток, она должна быть замкнутой, т.е. состоять из проводников электричества. Если в каком-нибудь месте провод оборвётся, то ток в цепи прекратится. На этом и основано действие выключателей. Назовите замыкающие устройства в классе (Выключатель, рубильник, кнопки, для л. р. – ключ)
Обратите внимание: цепь собирают при разомкнутом выключателе; выключатель выполнен из проводников электричества, а прикасаться надо к изолирующей ручке.
Итак, из каких составных частей состоит электрическая цепь?
Потребитель
Источник тока
Соединительные провода
Замыкающее устройство Электрические цепи могут быть сложными. Вышел из строя телевизор, и вам нужна информация, из чего состоит электрическая цепь. Поэтому придумали элементы цепи изображать с помощью условных обозначений. Чтобы не было путаницы, пользуются стандартным набором символов.
Работа с учебником (рисунок 48), учитель прикрепляет таблички с условными обозначениями на доску, уч-ся записывают их в тетрадь.
Демонстрация сборки цепи (с привлечением уч-ся), состоящей из источника тока, лампочки, ключа и соединительных проводов. Почему не горит лампочка? Замкнем цепь. Электрическая цепь представляет собой замкнутый путь, по которому заряд течет от одного полюса источника тока к другому.
Изобразим схему этой цепи. (1 уч-ся выходит к доске) Схема должна быть аккуратной и точной. Проверим по рисунку 49 учебника.
Демонстрация ЭОР «Сборка электрической цепи». ( )
Объясняет новый материал, задает вопросы учащимся, демонстрирует сборку цепи.
Даёт задание поработать с рисунком учебника, записать условные обозначения в тетрадь. Демонстрация ЭОР.
Слушают учителя, отвечают на вопросы.
Наблюдение за физическим экспериментом учителя, за материалом ЭОР. Работают с материалом учебника, выделяют существенную информацию, чертят условные обозначения и схему в тетради.
Формирование исследовательских действий, исследовательской культуры, умения наблюдать, делать выводы.
Объединяют усилия на решение поставленных вопросов, выполняют самостоятельно задание. Обсуждают эксперимент.
Согласования усилий по решению учебной задачи, договариваться и приходить к общему мнению в совместной деятельности, учитывать мнения других
Самоконтроль и взаимоконтроль.
Умение слушать в соответствие с целевой установкой. Планировать свои действия. Корректировать свои действия. Принятие и сохранение учебной цели и задачи. Уточнение и дополнение высказываний обучающихся.
5. Первичная проверка понимания
«Ребята, скоро вам предстоит задуматься о выборе будущей профессии, а сейчас представьте, что вы - электрики и перед вами схемы ЭЦ. Назовите, из каких приборов они состоят, и найдите «дефект» в каждой из схем».
Выполнить практическую работу.
Цель: собрать электрическую цепь из приборов, которые есть у каждого на столах так, чтобы лампочка загорелась.
Составить схему.
Дается задание по учебнику: (упр. 13 №2) начертите схему цепи, содержащей один гальванический элемент и два звонка, каждый из которых можно включать отдельно.
Даёт учащимся задания выполнить в парах задание на карточках, физический эксперимент.
Даёт учащимся задание работать с учебником. Слушает и проверяет правильность выполнения.
Находят «дефект» в схемах, выполняют практическое задание. Выполняют задание по учебнику.
Выделение существенной информации. Логические умозаключения.
Участвуют в обсуждении во фронтальном режиме.
Понимать на слух ответы обучающихся, уметь формулировать собственное мнение и позицию, уметь использовать речь для регулирования своего действия.
Контроль правильности ответов обучающихся.
Самоконтроль понимания заданий.
Умение слушать. Принятие и сохранение учебной цели и задачи. Уточнение и дополнение высказываний обучающихся.
Осуществление самоконтроля и взаимоконтроля.
6. Первичное закрепление
Индивидуальные задания: расставьте усл. обозначения по «местам», соединив стрелкой усл. обозначение с названием прибора.
2 чел. получают дифференцированное задание : выдан самодельный выключатель, выполненный по странице 180 “Большой книги экспериментов”. М. Росмен 2001. Он представляет собой устройство: на деревянной дощечке закреплены 2 кнопки, которым могут соединяться друг с другом металлической скрепкой. Вопрос ученикам: оценить технические свойства этого выключателя.
Формулировка условий заданий.
Обсуждается выполнение дифференцированного задания. Этот выключатель довольно простой, он может быть легко сделан в домашних условиях, но он имеет маленький недостаток, т. к. состоит из неизолированного проводника. Чтобы им пользоваться, надо передвигать его диэлектриком, например, пластмассовой палочкой, чтобы не ударило током.
Выполняют задания. Осуществляют взаимопроверку. Выставляют баллы в рейтинговую таблицу. Слушают своих товарищей, выполняющих задание эвристического характера.
Закрепляют знания, полученные на уроке.
Осознанно и произвольно строят речевое высказывание в устной форме.
Участвуют в обсуждении ответов на вопросы во фронтальном режиме
Понимать на слух ответы обучающихся, уметь формулировать собственное мнение и позицию, уметь использовать речь для регулирования своего действия
Контроль правильности ответов обучающихся.
Самоконтроль понимания вопросов и знания правильных ответов.
Умение слушать в соответствие с целевой установкой. Принятие и сохранение учебной цели и задачи. Уточнение и дополнение высказываний обучающихся.
Осуществление самоконтроля.
7. Домашнее задание
Обязательный уровень: § 33, упр.13(№5); повышенный уровень: упр.13(№3); творческое задание: собрать простейшую цепь на батарейке и оформить ее в виде игрушки.
Формулировка домашнего задания, инструктаж по его выполнению
Слушают учителя и записывают домашнее задание в дневнике.
Выделение существенной информации из слов учителя.
Взаимодействуют с учителем
Слушание учителя
Развитие регуляции учебной деятельности.
Регуляция учебной деятельности.
8. Итог урока
« Р ебята, вспомните цель нашего урока.
Из каких составных частей состоит эл. цепь?»
Выставляются оценки учащимся.
Формулирует вопрос
Отвечают на вопрос: «Из каких составных частей состоит эл. цепь».
Осознанно и произвольно строят речевое высказывание в устной форме. Выберете ту «мордашку», которая соответствует вашему настроению в данный момент времени»
Проводит рефлексию, анализирует.
Рефлексируют.
Умение делать выводы.
Взаимодействуют с учителем
Уметь формулировать собственное мнение
Саморегуляция эмоциональных и функциональных состояний.
Саморегуляция
В электрической цепи должен быть источник движения электрически заряженных частиц, которое и называется электрическим током. Иными словами, электрический ток должен иметь своего возбудителя. Такой возбудитель тока, именуемый источником (генератором), является составным элементом электрической цепи.
Электрический ток может вызывать различные по характеру эффекты - так, он заставляет светиться лампочки накаливания, приводит в действие нагревательные приборы и электродвигатели. Все эти приборы и устройства принято называть приемниками электрического тока. Так как через них протекает ток, т. е. они включены в электрическую цепь, то приемники также являются элементами цепи.
Протекание тока требует, чтобы между источником и приемником существовала связь, которая и реализуется при помощи электрических проводов, представляющих со бой третий важный составной элемент электрической цепи.
Электрическая цепь - совокупность устройств, предназначенных для прохождения электрического тока. Цепь образуется источниками энергии (генераторами), потребителями энергии (нагрузками), системами передачи энергии (проводами).
Электрическая цепь - совокупность устройств и объектов, образующих путь для , электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятии об электродвижущей силе, токе и напряжении.
Простейшая электрическая установка состоит из источника (гальванического элемента, аккумулятора, генератора и т. п.), потребителей или (ламп накаливания, электронагревательных приборов, электродвигателей и т. п.) и соединительных проводов, соединяющих зажимы источника напряжения с зажимами потребителя. Т.е. электрическая цепь - совокупность соединенных между собой источников электрической энергии, приемников и соединяющих их проводов (линия передачи).
Рис.1. Схема электрической цепи
Электрическая цепь делится на внутреннюю и внешнюю части. К внутренней части электрической цепи относится сам источник электрической энергии. Во внешнюю часть цепи входят соединительные провода, потребители, рубильники, выключатели, электроизмерительные приборы, т. е. все то, что присоединено к зажимам источника электрической энергии.
Электрический ток может протекать только по замкнутой электрической цепи. Разрыв цепи в любом месте вызывает прекращение электрического тока.
Источники питания цепи - это гальванические элементы, электрические аккумуляторы, электромеханические генераторы, термоэлектрические генераторы, фотоэлементы и др. В современной технике в качестве источников энергии применяют главным образом электрические генераторы. Все источники питания имеют значение которого невелико по сравнению с сопротивлением других элементов электрической цепи.
Электроприемниками постоянного тока являются электродвигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую, нагревательные и осветительные приборы, электролизные установки и др.
В качестве вспомогательного оборудования в электрическую цепь входят аппараты для включения и отключения (например, рубильники), приборы для измерения электрических величин (например, амперметры и вольтметры), аппараты защиты (например, плавкие предохранители).
Все электроприемники характеризуются электрическими параметрами, среди которых основные - напряжение и мощность. Для нормальной работы электроприемника на его зажимах необходимо поддерживать .
Элементы электрической цепи делятся на активные и пассивные. К активным элементам электрической цепи
относятся те, в которых индуцируется ЭДС (источники ЭДС, электродвигатели, аккумуляторы в процессе зарядки и т. п.). К пассивным элементам
относятся электроприемники и соединительные провода.
Для условного изображения электрических цепей служат электрические схемы. На этих схемах источники, приемники, провода и все другие приборы и элементы электрической цепи обозначаются при помощи выполненных определенным образом условных знаков (графических обозначений).
Согласно ГОСТ 18311-80:
Силовая электрическая цепь - электрическая цепь, содержащая элементы, функциональное назначение которых состоит в производстве или передаче основной части электрической энергии, ее распределении, преобразовании в другой вид энергии или в электрическую энергию с другими значениями параметров.
Вспомогательная цепь электротехнического изделия (устройства) - электрическая цепь различного функционального назначения, не являющаяся силовой электрической цепью электротехнического изделия (устройства).
Электрическая цепь управления
- вспомогательная цепь электротехнического изделия (устройства), функциональное назначение которой состоит в приведении в действие электрооборудования и (или) отдельных электротехнических изделий или устройств или в изменении значений их параметров.
Электрическая цепь сигнализации
- вспомогательная цепь электротехнического изделия (устройства), функциональное назначение которой состоит в приведении в действие сигнальных устройств.
Электрическая цепь измерения - вспомогательная цепь электротехнического изделия (устройства), функциональное назначение которой состоит в измерении и (или) регистрации значений параметров и (или) получении информации измерений электротехнического изделия (устройства) или электрооборудования.
По топологическим особенностям электрические цепи подразделяют:
на простые (одноконтурные), двухузловые и сложные (многоконтурные, многоузловые, планарные (плоскостные) и объемные);
двухполюсные, имеющие два внешних вывода (двухполюсники и многополюсные, содержащие более двух внешних выводов (четырехполюсники, многополюсники).
Источники и приемники (потребители) энергии с точки зрения теории цепей являются двухполюсниками, так как для их работы необходимо и достаточно двух полюсов, через которые они передают либо принимают энергию. Тот или иной двухполюсник называют активным, если он содержит источник, или пассивным - если он не содержит источник (соответственно, левая и правая части схемы).
Устройства, передающие энергию от источников к приемникам, являются четырехполюсниками, так как они должны обладать, по меньшей мере, четырьмя зажимами для передачи энергии от генератора к нагрузке. Простейшим устройством передачи энергии являются провода.
Элементы электрической цепи, обладающие электрическим сопротивлением и называемые резисторами, характеризуются так называемой вольт-амперной характеристикой - зависимостью напряжения на зажимах элемента от тока в нем или зависимостью тока в элементе от напряжения на его зажимах.
Если сопротивление элемента постоянно при любом значении тока в нем и любом значении приложенного к нему напряжения, то вольт-амперная характеристика прямая линия и такой элемент называется линейным элементом .
В общем случае сопротивление зависит как от тока, так и от напряжения . Одна из причин этого состоит в изменении сопротивления проводника при протекании по нему тока из-за его нагрева. При повышении температуры сопротивление проводника увеличивается. Но так как во многих случаях эта зависимость незначительна, элемент считают линейным.
Электрическая цепь, электрическое сопротивление участков которой не зависит от значений и и напряжений в цепи, называется линейной электрической цепью . Такая цепь состоит только из линейных элементов, а ее состояние описывается линейными алгебраическими уравнениями.
Если сопротивление элемента цепи существенно зависит от тока или напряжения, то вольт-амперная характеристика носит нелинейный характер, а такой элемент называется нелинейным элементом .
Электрическая цепь, электрическое сопротивление хотя бы одного из участков которой зависит от значений или от направлений токов и напряжений в этом участке цепи, называется . Такая цепь содержит хотя бы один нелинейный элемент.
При описании свойств электрических цепей устанавливается связь между величинами электродвижущей силы (ЭДС), напряжений и токов в цепи с величинами сопротивлений, индуктивностей, емкостей и способом построения цепи.
При анализе электрических схем пользуются следующими топологическими параметрами схем:
- ветвь - участок электрической цепи, вдоль которого протекает один и тот же электрический ток;
- узел - место соединения ветвей электрической цепи. Обычно место, где соединены две ветви, называют не узлом, а соединением (или устранимым узлом), а узел соединяет не менее трех ветвей;
- контур - последовательность ветвей электрической цепи, образующая замкнутый путь, в которой один из узлов одновременно является началом и концом пути, а остальные встречаются только один раз.
Различные элементы, соединенные проводниками электрического тока между собой, образуют электрические цепи. Перечень компонентов цепи может быть довольно большим. Существуют разные виды элементов цепи электрического тока: пассивные и активные, линейные и нелинейные и много других. Всю классификацию перечислить очень трудно.
Виды и составные части
Для работы цепи необходимо наличие соединительных проводников, потребителей, выключателя. Контур цепи должен быть замкнут. Это является обязательным условием работы электрической цепи. Иначе ток в цепи протекать не будет. Не все контуры считаются электрическими цепями. Например, или заземления ими не признаются, так как в обычном режиме в них нет тока. Однако, по принципу действия они также являются электрическими цепями, так как в аварийных случаях в них протекает ток. Контур и зануления замыкается с помощью грунта.
Внутренние и внешние электрические цепи
Для создания упорядоченного движения электронов, нужно наличие разности потенциалов между каким-либо участком цепи. Это обеспечивается при подключении напряжения в виде источника питания. Он называется внутренней электрической цепью. Остальные компоненты цепи образуют внешнюю цепь. Для задания движения зарядов в источнике питания против направления поля требуется приложить сторонние силы.
Такими силами могут выступать:
- Выход вторичной обмотки трансформатора.
- Обмотка генератора.
Напряжение в цепи может быть, как постоянным, так и переменным, в зависимости от свойств источника питания. По этому признаку в электротехнике электрические цепи разделяют на контуры цепей. Такое объяснение вида цепи упрощенное, так как закон изменения движения электронов намного сложнее.
Кроме упорядоченного движения, электроны задействованы в хаотичном тепловом движении. Чем выше температура материала, тем больше скорость хаотичного движения носителей заряда. Однако, такой вид движения не участвует в создании электрического тока.
От источника питания зависит и род тока, то есть свойства внешней цепи. Батарея элементов выдает постоянное напряжение, а разные обмотки генераторов или выдают переменное напряжение. Это зависит от внутренних процессов в источнике питания.
Внешние силы, создающие движение электронов, называются электродвижущими силами, которые характеризуются работой, выполненной источником для перемещения единицы заряда, измеряется в вольтах.
Практически в расчетах цепей применяют два класса источников питания:
- Источники напряжения.
- Источники тока.
В реальности такие идеальные источники не существуют, но практически их пытаются имитировать. В бытовой сети мы имеем напряжение 220 вольт с определенными нормированными отклонениями. Это является источником напряжения, так как норма дана именно на этот параметр. Значение тока не играет большой роли. На электростанции круглосуточно поддерживается постоянная величина напряжения, независимо от запросов.
Источник тока действует по-другому. Он поддерживает определенный закон движения электронов, а величина напряжения не имеет значения. В пример можно привести . Для нормального хода сварки необходимо поддерживать постоянное значение тока. Эту функцию выполняет инверторный электронный блок.
Сеть питания может быть, как переменной, так и постоянной. Это не играет большой роли. Важнее выдержать, например, параметр ЭДС.
Обозначения компонентов электрической цепи
Это устройство позволяет соединить потребитель с источником питания. При пользовании выключателем, на его контактах образуется искра. Она возникает из-за наличия емкостного сопротивления. Чтобы избежать искрения, в электрическую цепь добавляются дроссели, а в выключатель устанавливают контакты специального вида. Электрические цепи могут иметь и другие решения для предотвращения возникновения искры.
Проводники
Чаще всего производят из алюминия или меди. Это объясняется низким удельным сопротивлением этих металлов, хотя стоимость их в последнее время повышается. На проводах при работе выделяется тепло, которое зависит от двух параметров:
- Электрического тока.
- Сопротивления участка цепи.
Электрический ток определяется необходимостью потребителя, поэтому изменять можно только удельное сопротивление, которое должно быть как можно ниже. Все металлы при уменьшении температуры уменьшают сопротивление, в результате чего снижаются потери энергии. Если взять , то среди них есть образцы с отрицательным и с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Если сравнивать абсолютные значения сопротивления, то у металлов оно намного меньше.
Потребители
Все остальные компоненты электрической цепи, кроме перечисленных выше, считаются потребителями. Полезной нагрузкой является простая , нагревательное устройство. Параметры цепи слишком зависят от потребителей. Электрические цепи имеют обмотки трансформаторов, которые обладают большим индуктивным сопротивлением. Это отрицательно влияет на передачу электричества от источника.
Направление кроме тока может изменять и мощность. При этом энергия циркулирует в одну и в другую сторону. Такая мощность называется реактивной, и не выполняет полезной работы. Однако, она нагревает проводники и изменяет форму электрического сигнала. Поэтому в промышленных условиях целесообразно к электродвигателям параллельно подключать конденсаторы, которые будут компенсировать сопротивление с индуктивностью. В результате замкнется внутри двигателя, и не выделит чрезмерного тепла в проводах.
Индуктивные потребители имеют важное свойство: они расходуют электроэнергию, которая превращается в магнитное поле и передается дальше.
В электронике существует множество разнообразных потребителей, которые можно разделить на классы:
- Активные потребители . Для своего функционирования им требуется наличие электрической энергии. От основной сети они практически не работают. К ним относятся , микросхемы, и много других видов, являющихся своеобразными электронными ключами. Электродвигатели имеют отличие в том, что работают непосредственно из сети питания.
- Пассивные потребители не нуждаются во внешнем источнике питания. Они пропускают через себя электрический ток особым образом. Например, полупроводники (тиристоры) начинают пропускать ток только при достижении определенной величины напряжения. Значит, они являются пассивными потребителями, и имеют нелинейные свойства пропускания тока. К таким же видам можно причислить , пропускающие ток только в одну сторону. Другими словами, они имеют свойства вентиля. Также пассивными потребителями являются различные дроссели, конденсаторы, сопротивления. При наличии этих компонентов электрические цепи обретают необычные свойства. Например, контуры резонанса, состоящие из катушек и емкостей, применяют в виде фильтров для разной частоты волн.
Режимы электрической цепи
При подключении разного числа потребителей к источнику питания изменяется мощность, вследствие чего возникают различные режимы работы в цепи, и соответственно, компонентов, включенных в нее. Практически можно представить схему цепи в виде пассивного и активного двухполюсника. Это электрические цепи, соединенные с внешней частью двумя выводами с разной полярностью.
Особенностью активного двухполюсника является наличие источника электрического тока, у пассивного двухполюсника его нет. Популярными стали схемы замещения пассивных и активных элементов во время работы. Вид режима работы определяется свойствами элементов цепи.
Холостой ход
Это режим при отключенной нагрузке от питания при помощи ключа. В этом случае ток в цепи равен нулю. Напряжение достигает уровня ЭДС. Элементы цепи не работают.
В этом случае выключатель на схеме замкнут, сопротивление равно нулю, соответственно, напряжение также равно нулю.
При применении двух рассмотренных режимов определяются свойства активного двухполюсника. При изменении тока в некоторых границах, зависящих от элемента цепи, нижняя граница всегда равна нулю. Этот элемент цепи начинает выдавать энергию в цепь. Также нужно знать, что если напряжение ниже нуля, это значит, что резисторами активного двухполюсника расходуется энергия источника, связанного по цепи, а также резерв самого прибора.
Номинальный режим
Такой режим необходим для создания технических свойств всей цепи и отдельных компонентов. В этом режиме свойства близки к величинам, указанным на компоненте, или в инструкции. Нужно учесть, что каждый прибор имеет свои параметры. Однако, три главных показателя есть у всех устройств – это напряжение, мощность и номинальный ток. Все компоненты электрических цепей также имеют эти показатели.
Согласованный режим
Этот режим применяется для создания наибольшей передачи , передаваемой источником питания к потребителю. Когда производится работа в этом режиме, необходимо быть осторожным, во избежание выхода из строя части цепи.
Основные элементы цепи
Они применяются в сложных устройствах для проверки работоспособности.
- Ветвь . Это участок цепи с током одинаковой величины. Ветвь может иметь несколько последовательно соединенных элементов.
- Узел . Это место соединения нескольких ветвей.
- Контур . Это любой замкнутый участок цепи, имеющий несколько ветвей.
Что мы называем цепью? Это соединенные воедино звенья. Цепь соединяет вместе два или более объектов. Если цепь разорвать, то и объекты перестанут быть соединенными. Когда мы говорим об электрической цепи, то смысл остается тем же. Давайте разберемся, что такое электрическая цепь и из чего она состоит.
Элементы электрической цепи
При рассмотрении простейших электрических цепей в восьмом классе выделяют следующие составные части электрической цепи: , нагрузка, соединительные провода, ключ.
Источник тока - это нечто, питающее всю цепь электрическим током, создающее в ней электрическое поле . Вследствие этого движутся электроны, и перемещается заряд от одного элемента электрической цепи к последующим. Источником тока может быть простая батарейка, аккумулятор, розетка сети 220 В и так далее.
Нагрузкой или приемником тока в общем смысле называется нечто, потребляющее электрический ток и производящее вследствие этого некую нужную нам работу. Например, обычная лампочка - это нагрузка. Ток, проходя через лампочку, совершает работу по нагреванию спирали, отчего она светится.
Соединительные провода - это провода, соединяющие между собой все элементы цепи.
Ключ - это простейшее устройство для замыкания и размыкания цепи. Выключатель, рубильник, кнопка - все это разные варианты ключей.
Принцип функционирования электрической цепи
Таким образом, простейшая электрическая цепь функционирует следующим образом: от источника заряд движется по проводам к нагрузке, совершает там некую работу и дальше движется по проводам вновь к источнику. Но уже к другому полюсу источника. Электрический заряд , проходя через нагрузку, совершает некую работу и, соответственно, теряет энергию. Эта энергия восполняется в источнике тока. Ключ служит для размыкания и замыкания цепи. То есть, в любой момент мы можем разомкнуть цепь, и ток перестанет идти. Лампочка потухнет, двигатель остановится, нагрузка перестанет получать энергию. При замыкании ключа цепь восстановится, и ток потечет вновь.
Таков принцип функционирования любой электрической цепи. Сколь бы сложной и разветвленной она ни была, суть все равно остается той же, - ток от источника течет к приемнику и совершает там некую работу. Важное условие для работы любой цепи - это, чтобы она была замкнутой. При обрыве цепи в любом месте, это будет равносильно размыканию ключа, и ток перестанет течь.
Для того чтобы можно было наглядно изобразить электрическую цепь на бумаге, ее рисуют в виде чертежей, которые называются схемами. На схемах все элементы цепи имеют свои условные обозначения. Любую существующую цепь можно зарисовать и рассчитать на бумаге. Обычно процесс создания сколько-нибудь сложной цепи так и начинается - с чертежа на бумаге, где все тщательно рассчитывается и продумывается, прежде чем приступить к непосредственному созданию реальной электрической цепи.
