Akım ve direnç grafiği. Akım gücünün dirence bağımlılığı

Akımın voltaja nasıl bağlı olduğunu anlamak istiyorsanız, önce okul müfredatından akımın ne olduğunu ve voltajın ne olduğunu hatırlamanız gerekir. Elektrik akımı - yüklü parçacıkların belirli bir yörüngesi boyunca hareket, bunlara elektron da denir. Fizikle ilgili bir okul ders kitabında, bu nicelik aşağıdaki atamaya sahipti - I ve mevcut güç olarak adlandırıldı. Voltaj U olarak adlandırılır ve bu genel olarak elektrik devresinin uçlarında bulunan potansiyel farktır. Bu durumdan dolayı elektronlar bir sıvının hareketi gibi hareket eder.

1) Akım ve gerilim ölçümü

Direkt olarak orantılı Tanımlanan bu iki nicelik arasındaki ilişki uzun süredir tanımlanmıştır ve Ohm yasası olarak adlandırılır. Amper akımı ölçmek için kullanılır. Elektrik devrelerinde akım gücünü belirlemek için genellikle özel bir cihaz kullanılır, buna ampermetre denir.

Voltajı ölçmek için genellikle özel bir cihaz - voltmetre kullanırlar ve ölçüm birimi volttur.
Anlaşılır olması için, fırsatınız varsa, bir elektrik devresi kurabilirsiniz. Bileşenleri şöyle olacaktır: direnç, direkt olarak akım kaynağı, ayrıca bir ampermetreye ve voltmetre gibi bir cihaza ihtiyacınız olacak.

Öncelikle içinden akım geçtiğinde devreyi kapatmaya çalışın, her iki cihazın da gösterdiği okumalara bakın. Bundan sonra, direncin uçlarındaki voltajı değiştirin. İkinci durumda, birincisiyle karşılaştırıldığında, ampermetre ekranındaki okumaların sırasıyla artan voltajla artacağını ve bunun tersini göreceksiniz. Bu deneyi yapmak, Ohm yasasında açıklanan bunu doğrudan görsel olarak görmenize yardımcı olacaktır. orantılı akım ve gerilim arasındaki ilişki.

2) Elektrik akımının hareketi

Elektrik akımı, bir sıvının akışına benzer bir şey olarak tanımlanabilir, bu karşılaştırma netlik için verilmiştir. Bu akışta, tüm yüklü parçacıklar borunun boşluğunda değil, belirli bir iletken boyunca hareket eder. İletkenin malzemesine bağlı olarak, parçacıkların hareketinin doğası farklı olabilir. Bu fenomenin nicel bir tanımını yapmak için R değeri uygulandı. R - bu değere elektrik devresi direnci denir, bu değer ohm cinsinden ölçülür.
Akım gücünün büyüklüğü, voltajdaki artışa ve devre bölümünün direncindeki azalmaya bağlı olarak artacaktır, Ohm yasasında açıklanan bu bağımlılıktır: I \u003d U / R.

Kunstkamera binasında bir M.V. Lomonosov müzesi var. M.V.'nin 300. yıldönümü için sunum Lomonosov. Saydam akarsulara susamış değilim, Ama yeşilliklerdeki hoş gürültü aceleyle ve neşeyle beni cezbediyor. Lomonosov Köprüsü. M.V.'nin kitapları Lomonosov, Ana Kütüphane'nin fonlarından. Cam üfleme atölyesi... Lomonosov bilim adamı, doğa bilimci, şair, sanatçı, tarihçi, kimyager, fizikçi, astronom, metalürji uzmanıdır. 1753 Ust Ruditsa - mozaik sanatının canlanması için cam boncuk, boncuk ve smalt üretimi için ilk fabrika.

"Çözeltilerin ve eriyiklerin elektrolizi" - İşlem şemaları. elektrolitler - karmaşık maddeler eriyikleri ve çözeltileri yürüten elektrik. Bir metal kristalinde elektronların hareketi. Cu ve Fe'nin oksidasyon durumları değişti. Anot. Güvenlik düzenlemeleri. Michael Faraday (1791 - 1867). İyonlarla elektron verme işlemine oksidasyon denir. Bir bilgisayarda çalışmak için güvenlik kuralları. Etkisi altında elektrolit içindeki iyonların hareketi Elektrik alanı. z.I.'yi değiştir

"Isı motoru" - Çeşitli buharlı lokomotif türleri. İlk buharlı lokomotif 1803 yılında İngiliz mucit Richard Trevithick tarafından tasarlandı. İskoç mühendis, makinist ve mucit, buhar ve su yoğunlaşmasıyla ilgileniyor. 5 yıl sonra Trevithick yeni bir buharlı lokomotif inşa etti. James Watt (1736-1819). Enerjinin gelişimi, bilimsel ve teknolojik ilerlemenin en önemli ön koşullarından biridir. Watt makinesi. Termal motorların gelişim tarihi.

"Fiziğin iç enerjisi" - Meydan okuma aşamasında öğrenciler varsayımlarını yaparlar, yani. bir hipotez ortaya koyun. Kaç yol var? Deney. U. Dersin sunum desteği. Ne bekliyorsunuz veya bilmeniz gerekiyor? U=Ek+En. Kayıt defteri. Okuduklarınızı grup olarak tartışın. 2. Deneyim 3.

"Mekanik dalgalar 9. sınıf" - Bilmeceler. B. Herhangi bir ortamda veya vakumda salınımların yayılma süreci. Ön şekil. Kaynak, OX ekseni boyunca salınır. ? - frekans, xm - genlik, v - hız, ? - uzunluk. Ve dalga yok ve rüzgar dindi... D. Elastik bir ortamda gerçekleşen herhangi bir işlem. Doğa. Enerji. Elastik ortamın modeli. Dalga boyu, ?: ? =v? T veya? = v: ? [?] = m Düzlem dalga. Her şeyi anlatmaya kelimeler yetmez, Bütün şehir çarpık.

"Düz Ayna" - Aynadan iki adım geri çekilin. Tecrübe, görüntünün elde edildiğini gösteriyor: Kaleydoskop. Sirk odak. Bazı sirk hilelerinde düz aynalar kullanılır. Aynaların teknolojide kullanımı. Düz bir aynada bir görüntünün oluşturulması. Düz ayna kullanımı. Ayna plakaları, borunun içine 600'lük bir açıyla monte edilmiştir. "Bedensiz yaşayan bir kafa" hilesi bilinmektedir. Mumun her noktasından ışık ışınları her yöne doğru ayrılır.

İlk daldaki akımın, bu dalın direncine olan bağımlılığını, seçilen değerler için aşağıdaki formu alan denklem (6.2) 'ye göre çiziyoruz:

Burada çeşitli direnç değerlerini değiştirerek Şekil 2'de gösterilen sonuçlara ulaşıyoruz. 8.3.

Pirinç. 8.3. Akım ve direnç

8.3. Enerji kaynağının dış karakteristiği

Enerji kaynağının (jeneratör) dış özelliği, terminallerindeki voltajın içinden geçen akıma bağımlılığıdır. Şekilde gösterilen devre için 8.4, a, denklem ile ifade edilir . Bu denkleme göre, kaynağın terminallerindeki voltaj, dahili direnci boyunca voltaj düşüşü miktarı kadar EMF'den daha azdır. Karakteristiğin genel görünümü, Şek. 8.4, b.

Pirinç. 8.4. Dış karakteristik enerji kaynağı

8.4. potansiyel diyagramı

Potansiyel diyagram, belirli bir kontur boyunca potansiyel dağılımın bir grafiğidir. Göreve göre, bu devre iki EMF kaynağı içermelidir. Bu, örneğin birinci, dördüncü ve üçüncü dallardan oluşan bir devre olabilir (bkz. Şekil 2.1). Şek. 8.5 ayrı olarak gösterilir.

arasındaki nokta EMF kaynağı ve direnci ifade eder

bazı mektup, örneğin bir mektup d. 2, 3 ve 4 noktalarının potansiyelleri, düğüm potansiyelleri yönteminden bilinir ve noktalar için m ve d aşağıdaki hesaplamaları yaparız:

Veya .

Aşağıdaki direnç değerlerinin verildiğini varsayalım:

30 ohm; = 26 Ohm; = 59 Ohm,

ve elde ettiğimiz potansiyeller için:

0; = -15 V; = 70 V; = 48 V; = 28 V

Bu verilere karşılık gelen potansiyel diyagram, Şek. 8.6.

Bir diyagram oluştururken, 4. noktadan başlayarak konturu saat yönünde dolaşıyoruz (genel olarak, konturu keyfi olarak atlamanın başlangıç noktasını ve yönünü seçiyoruz). Apsis ekseninde, direnç değerlerini başımıza geldikleri sırayla ve ordinat ekseni boyunca karşılık gelen noktaların potansiyellerini çiziyoruz.

Potansiyel diyagramı verir full bilgi Söz konusu devre hakkında. Dirençlere ek olarak, EMF'nin büyüklüğünü ve yönünü gösterir. Herhangi iki nokta arasındaki voltajı belirlemek için de kullanılabilir. Şek. 8.6, 3 ve 2 noktaları arasındaki voltajın nasıl belirlendiğini gösterir.

Pirinç. 8.6. potansiyel diyagramı

9. "Tek fazlı sinüzoidal akımın elektrik devresinin hesaplanması" konusundaki hesaplama ve grafik görevlerinin içeriği

9.1. Görev numarası 1

Öğrenciye tercihine göre atanan program için (bkz. alt bölümler 9.4 ve 9.5), aşağıdakiler gereklidir:

1) Kirchhoff yasalarına ve döngü akımları yöntemine göre denklemler yazın (bu denklemleri çözmemelisiniz);

9.2. Görev numarası 2

1. Bulunan akımların anlık değerleri için ifadeler yazınız. Akımın dalga diyagramını çizin.

2. Bir vektör akım diyagramı ile birleştirerek bir vektör topografik voltaj diyagramı oluşturun

3. Wattmetre okumasını ve noktalar arasındaki voltajı belirleyin m ve n.

9.3. Görev numarası 3

1. Verilenleri dönüştürün elektrik devresi, eşdeğer bir jeneratörün seri bağlantısı ve üçüncü dalın değişken bir elemanı olarak sunar (şemada eğik bir okla çizilir).

2. Elde edilen dallanmamış devre için dairesel bir akım diyagramı oluşturun.

3. Değişken direnç değerinin verilen bir değeri için dairesel diyagramdan akımın değerini bulun.

4. Üçüncü dalın akımının değişken direncin değerine bağımlılığının bir grafiğini oluşturun:

a) bir pasta grafiği kullanarak;

b) Ohm yasasının formülüne göre hesaplama.

Şema çeşitleri ve hesaplama için veriler aşağıda verilmiştir.

Akımın gerilime bağımlılığı. İletkenlerin elektriksel direnci. direnç birimleri. 8. sınıf

1. Eğitici.

önceki konulardaki bilgileri pekiştirmek,
akımın gerilime bağımlılığını gösterir,
direnç kavramını tanımlar
Fizik derslerinde edindiği bilgilerin pratik uygulamasını öğretir.
disiplinler arası bağlantıları genişletmek.

2. Eğitici.

Konuya ilgi uyandırmak, araştırmak,
inisiyatif beslemek, yaratıcı tutum.

3. Gelişmek.

öğrencilerin fiziksel düşünmelerini, yaratıcı yeteneklerini, sonuçları bağımsız olarak formüle etme becerilerini geliştirmek,
merakını genişlet.
konuşma becerilerini geliştirmek.

Ders için ekipman: Demo ampermetre - 1 adet, demo voltmetre - 1 adet, demo anahtarı - 1 adet, direnç kutusu - 1 adet, tripod, tepegöz. bağlantı telleri - masa başına 6 adet, ampermetre - masa başına, voltmetre - masa başına, anahtar, direnç - masa başına, akım kaynağı (pil) - 3 adet, doğrultucu - masa başına, kod pozitifleri.

1. Organizasyonel an

2. Önceki konuların tekrarı

3. Yeni malzemenin açıklaması

4. Pratik çalışma

5. Problem çözme. demirleme

6. Dersi özetlemek

7. Ödev

Öğretmen. Merhaba çocuklar, oturun. Gün ve ayı defterlerinize yazın.

Dersimizin konusunu yazmadan önce, önceki derslerde öğrendiklerinizi hatırlayalım, çünkü konumuz üzerinde çalışmak için bilginize ihtiyaç olacaktır.

Masalarınızda iki adet alet var. Aranızdan kimler bu cihazları adlandırabilir? Onlar ne için? Fark ne?

Öğrenci. Akım ölçmek için ampermetre, A harfi. Voltaj ölçmek için voltmetre, V harfi.

Öğretmen. Ampermetre hakkında bir şiir bile var:

Ben iyi bilinen bir cihazım
ilginç açıyorum.
Her zincire açığım.
Ben suçlamalara engel değilim.
sana hizmet edeceğim:
Sana gücü göstereceğim.

Bir devreye ampermetre ve voltmetre bağlamak arasındaki fark nedir?

Öğrenci. Ampermetre seri, voltmetre paralel bağlanır.

Her şeyi doğru bir şekilde bağlamak için,
Hızlı bir şekilde tekrar etmeliyim.
Bu nedenle herkes kesin olarak biliyor.
Ampermetre seri bağlanır
Bir voltmetre paraleldir.

Ampermetre ve voltmetrenin bölme değerini belirleyin.

Öğrenci. Sonraki iki sayıyı alıyoruz ve farklarını buluyoruz. Bu farkı, bu sayılar arasındaki bölme sayısına böleriz.

Her öğrencinin masada soyadı olan bir sayfası vardır, kağıda ampermetre ve voltmetre bölümünün değerini yazarlar.

Öğretmen. Ve şimdi, ekrana dikkat edin (tepegöz açılır). Diyagram ekranında.

Diyagramlardaki hataları arayın.

Öğrenci. Şema 1'de elektrik akımının yönü yanlış gösteriliyor, voltmetre seri bağlanmış, lambalara paralel olması gerekiyor. Devre 2'de voltmetreyi ampermetre ile değiştirin. Devre 3'te akım kaynağı yoktur.

Öğretmen. Ve şimdi, soru (tepegözde vurgulanmıştır). Her fiziksel miktarın yanına yazın: solda harf tanımı ve sağda ölçüm birimi.

Mevcut güç -
- Gerilim -
- şarj -

Öğrenciler cevaplarını kağıda yazmaya devam ederler.

Öğretmen. Elektrik akımının bir elektrik alanındaki yüklü parçacıkların düzenli hareketi olduğunu biliyoruz. Ve elektrik alanının bu parçacıklar üzerindeki etkisi ne kadar güçlü olursa, akım gücü o kadar büyük olur. Ancak bir elektrik alanının hareketi, fiziksel bir miktar - voltaj ile karakterize edilir. Bu nedenle, akım gücünün gerilime bağlı olduğu varsayılabilir. Dersin konusunu yazın (I ve U ile ilgili sorular sorabilirsiniz).

Ve şimdi bu deneyimi düşünün: önünüzde bir ampermetre, voltmetre, anahtar, spiral, bağlantı telleri, pilin elektrik devresi var. Voltmetre ve ampermetrenin bölme değerini belirleyin. Devreyi kapatıyoruz ve cihazların okumalarını not ediyoruz.

Öğrenciler ampermetre ve voltmetre okumalarını kendileri okurlar.

Öğretmen. Başka bir pil bağlarsak ne olacağını düşünüyorsunuz? (bağ).

Öğrenci. Gerilim arttı ve akım aynı miktarda arttı.

Öğretmen. (Tüm okumalar tahtaya yazılır.) Ve başka bir pil bağlarsak.

Öğrenci. Gerilim ve akım aynı sayıda arttı.

Öğretmen. Hangi sonuca varılabilir?

Öğrenci. Aynı iletkene uygulanan voltaj kaç kat artarsa, içindeki akım şiddeti de o kadar artar.

Öğretmen. Başka bir deyişle, bir iletkendeki akım, iletkenin uçlarındaki voltaj ile doğru orantılıdır. Yaz. Ve bu deneyin elektrik devresini çiziniz.

Öğretmen. Şimdi deneyi ele alalım: anahtarı kapatalım. Ampermetre ve voltmetrenin okumaları nelerdir. Ve şimdi direnç deposunda iletkeni değiştireceğiz. Ve bağlanacağız. Ne görüyoruz?

Öğrenci. Akım değişti. voltaj - hayır

Öğretmen. İletkenleri değiştirmeye devam ediyoruz. Ne görüyoruz?

Öğrenci. Farklı iletkenlerde ampermetre okumaları farklıdır, akım gücü farklıdır. Ve voltmetre aynı voltajı gösteriyor.

Öğretmen. Bu, devredeki akım gücünün sadece gerilime değil, aynı zamanda devreye dahil olan iletkene de bağlı olduğu anlamına gelir. Akım gücünün iletkenin özelliklerine bağımlılığı, farklı iletkenlerin farklı elektrik direncine sahip olmasıyla açıklanır. Direnç bir iletkenin özelliğidir. Direnç R harfi ile gösterilir.

1 Ohm bir direnç birimi olarak alınır - böyle bir iletkenin direnci, ki burada 1V'nin uçlarındaki bir voltajda akım kuvveti 1A'dır.

Bu fiziksel miktar, direnç kavramını fiziğe ilk kez tanıtan ve daha sonra tanışacağınız elektrik devrelerinin temel yasasını oluşturan Alman fizikçi Georg Simon Ohm'un adını taşıyan bir ölçü birimi.

Diğer direnç birimleri de kullanılır

1mΩ = 0.001Ω 1kΩ = 1000Ω, 1MΩ = 1000000Ω

Direncin sebebi nedir? Biliyorsunuz ki bir metalin kristal kafesinin düğüm noktalarında pozitif iyonlar, ve serbest elektronlar aralarındaki boşlukta hareket eder. Ancak metal kristal kafesin iyonlarıyla etkileşime girdiklerinden, birbirlerini iyonlarla ittikleri için süresiz olarak hareket edemezler. Yani iyonlar, metallerdeki elektronların hareketine direniyormuş gibi müdahale eder.

Bu nedenle, direncin nedeni, hareketli elektronların kristal kafesin iyonlarıyla etkileşimidir.

Karşılaştırma için, 1 ohm'luk bir direnç, bir elektrik şebekesinde 5 km'lik bir tramvay temas kablosuna veya 114 m'lik bir kabloya sahiptir.

Ütünün bir spirali vardır - 50 ohm, bir el feneri ampulü - 12 ohm.

Fizkultminutka. (Öğrenciler kalkar).

Öğretmen. Elektrik akımı olmadığı halde bulundukları yerde salınan (öğrenciler salınır) yüklü parçacıklar olduğunuzu hayal edin. Bir elektrik akımı var ve yüklü parçacıklar üzerlerine etki yönünde hareket edecekler. elektrik kuvvetleri. Tahtanın negatif yüklü olmasına izin verin, karşı duvar pozitif yüklü olsun (öğrenciler uzanmış kollarla duvardan tahtaya yavaşça hareket etmeye başlar). Akımın yönü tahtadan duvara değişir (çocuklar döner ve yerlerine doğru hareket eder).

Öğretmen. Şimdi küçük yapalım pratik iş. Masalarda bulunan cihazlardan oluşan bir elektrik devresi kurun. Ampermetre ve voltmetre okumalarını kaydedin. Ama önce, güvenlik önlemlerini hatırlayalım:

Söyle, fark ettiysen
bazı cihaz nedir
Zarar görmemiş ve bütün ve hatta
Bir şey gösterebilir
Onu duvara vurmaktan çekinmeyin
Ve onu ayaklarınla tekmele
Ve bırak (şans eseri)
Masadan hemen yerde.
Ve enstrümantasyon sınıftayken
hiç kalmayacak
Ne kadar mutlu olacaklarını hayal et
Tüm öğrenciler aynı anda
çünkü senin öğretmenin
Aletsiz yaşayamam
Ve sonra okula gitmelisin

Tabii ki bunun tersi doğrudur, cihazlar dikkatli kullanılmalıdır.

Öğrenciler zinciri bir araya getirir ve öğretmene gösterir. Ampermetre ve voltmetre okumalarını kaydedin.

Şimdi zinciri toplayacağız,
Doğrultucuyu alıyoruz,
Teller ve ampermetre,
Anahtar direnç ve voltmetre.
Cihazları daireye yerleştirin.
Voltmetre paralel bağlanır.
Şimdi tüm devreyi kontrol edin
Akımı, voltajı ölçün
Göstergeyi kaldırın.
Ölçü birimlerini belirtmeyi unutmayınız.
Siz de bir diyagram çizin
Ardından zincirleri sökün
Her şeyi dikkatlice katlayın.

Öğretmen. Hadi sorunu çözelim. Eski. 19(1)

Öğretmen. Şimdi bir an için, insanlık elektriği keşfetmeseydi ne olacağını hayal edin. Aydınlatmasız, beyaz eşyasız, televizyonsuz, bilgisayarsız kalır, müzik dinleyemezdik. Neyse ki, 19. yüzyılın büyük bilim adamlarının çalışmaları sayesinde dünyada bir elektrik devrimi gerçekleşti ve şimdi meyvelerini kullanıyoruz: elektrik akımı, voltaj.

Uzak köylere, şehirlere
Telde ne var?
parlak majesteleri -
O (hep birlikte) elektriktir.

Biraz dinlenmeyi hak ediyoruz. Dikkatiniz ve dersiniz için teşekkür ederiz.

Dersi özetlemek gerekirse: Yani iletkendeki akım şiddeti, iletkenin uçlarındaki gerilim ile doğru orantılıdır. Akımın gücü sadece gerilime ve elektrik direnci. Farklı iletkenlerin farklı dirençleri vardır. Ohm cinsinden ölçülür.

Daha fazla bilgi

"Çözeltilerin ve eriyiklerin elektrolizi" - İşlem şemaları. Elektrolitler, eriyikleri ve çözeltileri elektriği ileten karmaşık maddelerdir. Bir metal kristalinde elektronların hareketi. Cu ve Fe'nin oksidasyon durumları değişti. Anot. Güvenlik düzenlemeleri. Michael Faraday (1791 - 1867). İyonlarla elektron verme işlemine oksidasyon denir. Bir bilgisayarda çalışmak için güvenlik kuralları. Bir elektrik alanının etkisi altında bir elektrolit içindeki iyonların hareketi. z.I.'yi değiştir