Шымкент – 2014 ж 5 страница

Екі өткізгіштің электр зарядын жинақтау қабілетін сипаттайтын физикалық шаманы электр сыйымдылығы деп атайды.

(1) [C]=1Ф (Фарад)

§ Конденсатор деп аталатын екі өткізгіштен тұратын жүйенің электр сыйымдылығы үлкен болады.

§ Конденсатор – бұл бір-біріне жақын орналасқан екі өткізгіштен тұратын жүйе.

Құрылысы қарапайым және мейлінше кең тараған жазық конденсатор. Қарапайым жазық конденсатор біріне бірі жақын орналасқан бірдей параллель екі пластинадан тұрады.

Платиналар арасында диэлектрик барын ескерсек электр сыйымдылығы мынаған тең болады:

(2) Жазық конденсатордың электр сыйымдылығы.

Элекр өрісінің энергиясы – бұл зарядталған конденсатор энергиясы.

(3) Зарядталған конденсатор энергиясы.

V=S·d

Конденсатордың түрлері: ауа, қағаз, керамикалық, электролиттік.

Зарядталған бөлшектер қозғалғанда электр заряды бір орыннан екінші орынға тасымалданады. Бұл жағдайда өткізгіште электр тогы жүрді деп атайды.

Зарядталған бөлшектердің реттелген қозғалысы электр тогы деп аталады.

Өткізгіштегі бөлшектердің қозғалысын біз тікелей бақылай алмаймыз. Бірақ токтың бар екенін мына құбылыстарға қарап білуге болады:

1. бойымен ток жүрген өткізгіш қызады.

2. электр тогы өткізгіштің химиялық құрамын өзгерте алады.

3. ток жақын тұрған көрші токқа және магниттелген денелерге күшпен әсер етеді.

Егер тізбекте электр тогы бар екені анықталса, онда бұл өткізгіштің көлденең қимасы арқылы үнемі электр заряды тасымалданып жатқанын білдіреді.

Уақыт бірлігінде тасымалданатын заряд ток күші деп аталады, токтың негізгі сандық сипаттамасы болады.

(4) токтың өлшем бірлігі [ I ]= 1 А (Ампер)

Ток күшін өлшеу құралы - Амперметр деп аталады.

Өткізгіштің көлденең қимасында зарядтардың таралуын сипаттау үшін ток тығыздығы J енгізіледі.

(5) ток тығыздығы. [ J ]=1А/м²

11. Оқушылардың өз бетінше атқаратын жұмысы: 40 мин(45%)

№ № 744, 746, 748, 750, 752, 754 есептерді шығару түрінде өткізіледі.

А.П. Рымкевич - Физика есептерінің жинағы, Алматы «Рауан» 1998 ж.

12. Жаңа тақырыпты бекіту. 10 мин(10%)

-Электр сыйымдылығы. Конденсатор.

- Конденсаторлардың түрлері. Электр өрісінің энергиясы.

-Электр өрісінің материялығы.

-Тұрақты электр тогы. Тұрақты электр тогы, ток күші.

-Электр тогы бар болуы үшін қажетті шарттар.

13. Сабақты қорытындылау. 2 мин (2%)

Оқушылардың білімін бағалау.

14. Үйге тапсырма беру. 2 мин(2%)

§§ 31-36 (Физика-10. Мякишев Г.Я, Буховцев Б.Б, Алматы «Рауан» 1997ж),

№ № 745, 747, 749, 751, 753, 755 А.П. Рымкевич - Физика есептерінің жинағы, Алматы «Рауан» 1998 ж.

№ 13 сабақ жоспары

1. Сабақтың тақырыбы: Электр қозғаушы күш. Тізбек бөлігіне және тұйық тізбекке арналған Ом заңы.

Тізбектің ішкі және сыртқы бөліктері, осы бөліктердегі кернеу. Өткізгіштің кедергісі. Өткізгіш кедергісінің ұзындыққа, көлденең қиманың ауданына және материалға тәуелділігі. Өткізгіш кедергісінің температураға тәуелділігі. Асқын өткізгіштік.

2. Сағат саны: 2 9 0 мин (100%)

3. Сабақтың түрі: түсіндірмелі аралас сабақ

4. Сабақтың мақсаты:

• оқыту: тұйық тізбек үшін Ом заңын түсіндіру.
• тәрбиелік: оқушыларды ұқыптылықпен жұмыс істей білуге үйрету
• дамыту: оқушыларды тізбек құра білуге үйрету.

5. Оқыту әдісі: көрме, түсіндіру

6. Материалды-техникалық жабдықталуы:

а) техникалық құралдар: компьютер, интерактивті тақта

ә) көрнекі және дидактикалық құралдар: демонстрациялық приборлар: амперметр, вольтметр.

г) өзіндік жұмыс үшін жасалған тапсырмалар: кеспе қағаздар.

б ) оқыту орны: 516 бөлме

7. Әдебиеттер:

негізгі: 11 класс физика оқулығы (Мякишев Г.Я, Буховцев Б.Б);

Физикадан есептер жинағы (А.П.Рымкевич);

• қосымша:

8. Ұйымдастыру кезеңі: 5 мин(5%)

• Оқушылардың сабаққа қатысуын тексеру.
• Оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру.
• Сабақтың мақсаты мен міндеті.

9. Оқушылардың өтілген тақырып бойынша білімін тексеру. 8 мин (9%)

-Электр сыйымдылығы. Конденсатор.

- Конденсаторлардың түрлері. Электр өрісінің энергиясы.

-Электр өрісінің материялығы.

-Тұрақты электр тогы. Тұрақты электр тогы, ток күші.

-Электр тогы бар болуы үшін қажетті шарттар.

10. Жаңа сабақты түсіндіру: 23 мин(25%).

Кез – келген өткізгіште зарядқа Кулон күші әсер етеді. Электрлік зарядталған бөлшектерге әсер ететін, шығу тегі электростатикалықтан (яғни Кулондықтан) басқа кез-келген күштер бөгде күштер немеcе электр қозғаушы күш деп аталады.

(6) - ЭҚК

Әрбір өткізгіш үшін ток күшінің өткізгіш ұштарына түсірілген потенциалдар айырмасына белгілі бір тәуелділігі бар. Осы тәуелділікті өткізгіштің Вольт-амперлік сипаттамасы деп аталады. Оны кернеудің әр түрлі мәнінде өткізгіштегі токты өлшеу арқылы табады.

(7) Тізбек бөлігі үшін Ом заңы.

R – токтың сыртқы кедергісі

U – кернеу.өлшем бірлігі В (вольт) Кернеуді вольтметрмен өлшейді.

Тізбектің бөлігі үшін Ом заңы бойынша ток күші түсірілген U кернеуге тура пропорционал да өткізгіштің R кедергісіне кері пропорционал.

Толық тізбектегі ток күші тізбектің электр қозғаушы күшінің (ЭҚК) оның толық кедергісінің қатынасына тең.

(8) r- ішкі кедергі

Өткізгіштің негізгі электрлік сипаттамасы кедергі. Берілген кернеуде өткізгіштегі ток күші осы шамаға тәуелді.

(9) [R]= 1 Ом

Өткізгіш неғұрлым ұзын болса, соғұрлым оның кедергісі үлкен болады. әр түрлі металдардың кристаллдық торлары түрліше болады, сондықтан кедергі өткізгіштің затына тәуелді болады. Бұл тәуелділік өткізгіштің меншікті кедергісімен сипатталады ρ.

(10)

Меншікті кедергі скаляр шама, ол өткізгіштің зарядына және оның температурасына тәуелді болады.

Өткізгіш температурасының жоғарылауымен тордағы иондардың жылулық тербелісі күшейеді. Температура неғұрлым жоғары болса, соғұрлым кедергі үлкен болады. Металдардың меншікті кедергісінің температураға қатысты тәуелділігі мына формуламен анықталады.

немесе (11)

ρ₀ - t⁰ = 0 ⁰C кезіндегі меншікті кедергі

ρ - қандай да бір температурадағы меншікті кедергі

a - кедергінің температуралық коэффициенті.

11. Оқушылардың өз бетінше атқаратын жұмысы: 40 мин(45%)

№ № 768, 770, 772, 774, 776, 778 есептерді шығару түрінде өткізіледі.

А.П. Рымкевич - Физика есептерінің жинағы, Алматы «Рауан» 1998 ж.

12. Жаңа тақырыпты бекіту. 10 мин(10%)

-Электр қозғаушы күш.

-Тізбек бөлігіне және тұйық тізбекке арналған Ом заңы.

- Тізбектің ішкі және сыртқы бөліктері, осы бөліктердегі кернеу. Өткізгіштің кедергісі. Өткізгіш кедергісінің ұзындыққа, көлденең қиманың ауданына және материалға тәуелділігі. Өткізгіш кедергісінің температураға тәуелділігі. Асқын өткізгіштік.

13. Сабақты қорытындылау. 2 мин (2%)

Оқушылардың білімін бағалау.

14. Үйге тапсырма беру. 2 мин(2%)

§§ 55-54 (Физика-10. Мякишев Г.Я, Буховцев Б.Б, Алматы «Рауан» 1997ж),

№ № 769, 771, 773, 775, 777, 779 А.П. Рымкевич - Физика есептерінің жинағы, Алматы «Рауан» 1998 ж.

№ 14 сабақ жоспары

1. Сабақтың тақырыбы: Электр тізбектері. Өткізгіштерді тізбектей және параллель қосу. Электр тогының жұмысы мен қуаты. Электр тогының жылулық әсері және техникада қолданылуы.

Металдардың электрондық өткізгіштігі. Классикалық электрондық теорияның кемшіліктері.

2. Сағат саны: 2 90 мин (100%)

3. Сабақтың түрі: түсіндірмелі аралас сабақ

4. Сабақтың мақсаты:

• оқыту: Оқушыларға өткізгіштерді тізбектей және параллель қосуды үйрету. Осы түсініктер бойынша есептер шығару арқылы
• тәрбиелік: оқушыларды тәртіпке, қателерін түзетуге баулу.
• дамыту: оқушылардың білім деңгейін тексеру және металдардағы электр өткізгіштермен таныстыру.

5. Оқыту әдісі: көрме, түсіндіру

6. Материалды-техникалық жабдықталуы:

а) техникалық құралдар: компьютер, интерактивті тақта

ә) көрнекі және дидактикалық құралдар: демонстрациялық приборлар: амперметр, вольтметр.

г) өзіндік жұмыс үшін жасалған тапсырмалар: кеспе қағаздар.

б ) оқыту орны: 516 бөлме

7. Әдебиеттер:

негізгі: 11 класс физика оқулығы (Мякишев Г.Я, Буховцев Б.Б);

Физикадан есептер жинағы (А.П.Рымкевич);

• қосымша:

8. Ұйымдастыру кезеңі: 5 мин(5%)

• Оқушылардың сабаққа қатысуын тексеру.
• Оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру.
• Сабақтың мақсаты мен міндеті.

9. Оқушылардың өтілген тақырып бойынша білімін тексеру. 8 мин (9%)

-Электр қозғаушы күш.

-Тізбек бөлігіне және тұйық тізбекке арналған Ом заңы.

- Тізбектің ішкі және сыртқы бөліктері, осы бөліктердегі кернеу. Өткізгіштің кедергісі. Өткізгіш кедергісінің ұзындыққа, көлденең қиманың ауданына және материалға тәуелділігі. Өткізгіш кедергісінің температураға тәуелділігі. Асқын өткізгіштік.

10. Жаңа сабақты түсіндіру: 23 мин(25%).

Электр энергиясы ток көзінен тұтынушы құрылғыларға – электр шамына, радиоқабылдағышқа және т.б. өткізгіш сымдар арқылы жеткізіледі. Ол үшін күрделілігі әр түрлі электр тізбектері құрылады. Көбінесе электр тізбегіне, тізбектің әр түрлі бөлімшесіндегі ток күшін және кернеуді бақылаушы құралдар амперметр мен вольтметрлер қосылады.

Өткізгіштерді қосудың барынша қарапайым және жиі кездесетін түрі тізбектей және параллель қосулар.

Тізбектей қосу дегеніміз - өткізгіштердің бірінен кейін бірінің тізбектей жалғануын айтамыз.

I I I I Осындай тізбектелуде әр өткізгіштің көлденең қимасы арқылы уақыт бірлігінде бірдей зарядтар өтеді, сондықтан оларда ток күші бірдей болады.

1 ереже: Барлық тізбектей жалғанған өткізгіштерде ток күші бірдей болады.

I₁=I₂=I₃=…=I_N (1)

2 ереже: Тізбектей жалғанған өткізгіштердің қорытқы кернеуі, әр өткізгіштердің кернеулерінің қосындысына тең:

U=U₁+U₂+U₃+…+U_N (2)

3 ереже: Тізбектей жалғанған өткізгіштердің қорытқы кедергісі, әр өткізгіштердің кедергілерінің қосындысына тең:

R=R₁+R₂+R₃+…+R_N (3)

Тізбектей қосуда өткізгіштердегі кернеу мен олардың кедергілері мына қатынаста болады:

немесе (4)

Параллель қосу дегеніміз- барлық өткізгіштердің басын бір түйінге, ал соңының келесі түйінге жалғануы.

R₁

I₁ I₁

I_қор I₂ R₂ I₂ I_қор

I₃

I₃

R₃

Бұл суретте кедергісі R₁, R₂ және R₃ болатын үш өткізгіштің басы бір түйінге А-ға жалғанған, ал олардың соңы В түйінге жалғанған. Ток күші заңынан, I=q/t- дан мына ережелер шығады:

1 ереже: Өткізгіштерді параллель қосқанда тізбектің тармақталған бөліктерінде ток күші, әр өткізгіштердегі ток күштерінің қосындысына тең.

I=I₁+ I₂+ I₃+…+ I_N (5)

2 ереже: Параллель жалғанған өткізгіштердегі кернеу бірдей:

U₁= U₂= U₃=…= U_N (6)

3 ереже: Параллель жалғанған өткізгіштердегі қорытқы кедергісінің кері шамасы, әр өткізгіштердегі кедергілердің кері шамасының қосындыларына тең:

(7)

Параллель қосуда өткізгіштердегі ток күші мен олардың кедергілері төмендегідей қатынаста байланысқан:

(8)

Зарядталған бөлшектердің өткізгіш бойымен реттелген қозғалысында электр өрісі жұмыс өндіреді.

Тізбектің бөлігіндегі токтың жұмысы ток күшінің кернеуге және жұмыс өндіруге кеткен уақытқа көбейтіндісіне тең:

A=IUDt (9) [A]= 1 Дж, 1 Дж =1В·А·с

онда (9) формула мына түрге келеді:

(10)

Кез-келген электр приборы – уақыт бірлігінде белгілі бір энергия тұтынуға есептелген. Сондықтан, токтың жұмысымен қатар токтың уақыты деген ұғымның да маңызы зор.

Токтың қуаты Dt уақыттағы ток жұмысының сол уақыт аралығына қатынасына тең:

Егар A=IUDt болса, онда (11)

U=IR онда P=I²R (12)

Өткізгіште ток жүрген кезде одан энергия бөлініп шығады. Бұл ток энергиясы жылу түрінде бөлінеді. Бұл Джоульдық жылу деп аталады. Бұл процессті бірінші болып ағылшын ғалымы Д.Джоуль мен орыс ғалымы Э.Х.Ленц тәжірибе жүзінде тағайындаған.

Джоуль-Ленц заңы: Тогы бар өткізгіштің бөліп шығаратын жылуының мөлшері ток күшінің квадраты, өткізгіштің кедергісі және өткізгіш бойымен ток жүретін уақыттың көбейтіндісіне тең.

Q=I²RDt (13)

Электр энергиясының жылуға айналуы электрлі қыздырғыш құрылғыларда кеңінен қолданылады.

Біз күнделікті қолданатын және өндірістердегі, әр түрлі механизмдердегі электр энергиясы жұмысқа айналады немесе жылу түрінде бөлінеді. Оларды электр энергиясының арнайы есептегіш құралдар арқылы өлшейді.

Металдардың өткізгіштігі тұтынушыларға ток көзінен энергия беруде үлкен роль атқарады. Металдардың өткізгіштігі олардағы еркін электрондардың қозғалысынан болады. Элекр өрісі тарапынан болатын тұрақты күштердің әсерінен электрондар реттелген қозғалыста белгілі бір жылдамдық алады. Бұл жылдамдық әрі қарай уақыт өтуіне байланысты артпайды. Нәтижесінде электрондардың реттелген қозғалысының орташа жылдамдығы, өткізгіштегі электр өрісінің кернеулігіне пропорционал. v~E, олай болса, өткізгіштің ұштарындағы потенциалдар айырмасына да пропорционал болғаны, себебі

l – өткізгіштің ұзындығы

Өткізгіштегі ток күші өткізгіштегі зарядқа тура пропорционал екнін біз білеміз, яғни . бұдан ток күші бөлшектердің реттелген қозғалысының жылдамдығына пропорционал екні шығады, яғни, q~v. Сондықтан ток күші өткізгіштің ұштарындағы потенциалдар айырмасына пропорционал деп айта аламыз: I ~ U. Металдар өткізгіштігінің электрондық теориясы негізінде Ом заңын сапа жағынан түсіндіру, міне осындай.

11. Оқушылардың өз бетінше атқаратын жұмысы: 40 мин(45%)

№ № 786, 788, 790, 792, 794, 796 есептерді шығару түрінде өткізіледі.

А.П. Рымкевич - Физика есептерінің жинағы, Алматы «Рауан» 1998 ж.

12. Жаңа тақырыпты бекіту. 10 мин(10%)

-Электр қозғаушы күш.

-Тізбек бөлігіне және тұйық тізбекке арналған Ом заңы.

- Тізбектің ішкі және сыртқы бөліктері, осы бөліктердегі кернеу. Өткізгіштің кедергісі. Өткізгіш кедергісінің ұзындыққа, көлденең қиманың ауданына және материалға тәуелділігі. Өткізгіш кедергісінің температураға тәуелділігі. Асқын өткізгіштік.

13. Сабақты қорытындылау. 2 мин (2%)

Оқушылардың білімін бағалау.

14. Үйге тапсырма беру. 2 мин(2%)

§§ 31-36 (Физика-10. Мякишев Г.Я, Буховцев Б.Б, Алматы «Рауан» 1997ж),

№ № 787, 789, 791, 793, 795, 797 А.П. Рымкевич - Физика есептерінің жинағы, Алматы «Рауан» 1998 ж.

№ 15 сабақ жоспары

1. Сабақтың тақырыбы: Әр түрлі ортадағы электр тогы.

Сұйықтардағы электр тогы.Электролиттердің электр өткізгіштігі. Электролиз заңы. Фарадей тұрақтысы. Электролиздің техникадағы қолданылуы.

Газдардың электр өткізгіштігі. Тәуелді және тәуелсіз разрядтар. Плазма туралы түсінік.

2. Сағат саны: 2 90 мин (100%)

3. Сабақтың түрі: аралас сабақ

4. Сабақтың мақсаты:

• оқыту: оқушыларға әр түрлі заттардың электр өткізгіштігін,сұйықтардағы электр тогын және электролиз заңдарын түсіндіру.
• тәрбиелік: оқушыларды ұқыптылыққа, тәртіпке тәрбиелеу.
• дамыту: есептер шығару арқылы оқушылардың білімін тереңдету, тексеру және қорытындылау.

5. Оқыту әдісі: көрме, түсіндіру

6. Материалды-техникалық жабдықталуы:

а) техникалық құралдар: компьютер, интерактивті тақта

ә) көрнекі және дидактикалық құралдар: демонстрациялық приборлар: амперметр, вольтметр.

г) өзіндік жұмыс үшін жасалған тапсырмалар: кеспе қағаздар.

б ) оқыту орны: 516 бөлме

7. Әдебиеттер:

негізгі: 11 класс физика оқулығы (Мякишев Г.Я, Буховцев Б.Б);

Физикадан есептер жинағы (А.П.Рымкевич);

қосымша: 1) Ливенцев Н. М. Курс физики. – М.- 1978.- изд-е. 6.- Т. 1,2.

2) Ремизов А. Н. Медицинская и биологическая физика. –М.- 1987.

8. Ұйымдастыру кезеңі: 5 мин(5%)

• Оқушылардың сабаққа қатысуын тексеру.
• Оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру.
• Сабақтың мақсаты мен міндеті.

9. Оқушылардың өтілген тақырып бойынша білімін тексеру. 8 мин (9%)

-Электр қозғаушы күш.

-Тізбек бөлігіне және тұйық тізбекке арналған Ом заңы.

- Тізбектің ішкі және сыртқы бөліктері, осы бөліктердегі кернеу. Өткізгіштің кедергісі. Өткізгіш кедергісінің ұзындыққа, көлденең қиманың ауданына және материалға тәуелділігі. Өткізгіш кедергісінің температураға тәуелділігі. Асқын өткізгіштік.

10. Жаңа сабақты түсіндіру: 23 мин(25%).

Электролиттер дегеніміз электр тогы иондық өткізгіштік арқылы жүретін затарды атаймыз.

Ион бұл сұйықтардағы зарядталған бөлшек.

Иондық өткізгіштік - сыртқы электр өрісінің әсерінен иондардың реттелген қозғалысы.

Сұйықтар арқылы электр тогының өтуі электролиз деп аталады.

Иондар оң және теріс зарядталған иондар болып бөлінеді.

Таңбалары әр түрлі иондар кездесіп қалғанда қайтадан бірігіп, бейтарап молекула құрауы рекомбинация (қосылыс) болуы мүмкін. Электролиз арқылы

Судың полярлық молекулаларының электр өрісінің ықпалымен электролиттерді еріткенде олардың молекулалары иондарға ыдырайды. Осы процесс электролиттік диссоциация деп аталады. Диссоциация дәрежесі, яғни еритін заттың ионға ыдырайтын молекулаларының үлесі, температураларға, ерітіндінің концентрациясына және еріткіштің диэлектрлік өтімділігіне e тәуелді.

Температура жоғарылағанда диссоциация дәрежесі артады, демек оң және теріс зарядталған иондардың концентрациясы да артады.

Электролиз техникада әр түрлі мақсаттар үшін кең қолданылады. Электролиздің көмегімен металлдарды түрліше қоспалардан тазалау іске асырылады. Мысалы, рудадан алынған тазартылмаған мысты қалың табақтар түрінде құяды да содан соң оларды анод ретінде ваннаға салады. Электролиз кезінде анодтағы мыс ериді де, құрамында құнды және сирек металлдары бар қоспалар түбіне шөгеді, ал катодқа таза мыс қонады.

Электролиз арқылы бокситтердің балқымасынан алюминий алады. Алюминий алудың дәл осы тәсілі оның құнын арзандатты және оны техника мен тұрмыста темір сияқты көп тараған металл қатарына қосты.