Толық тізбек үшін Ом заңы. Есептер шығару. Физика, 10 сынып, қосымша материал.

Сұрақтар мен есептер

1.«Электр тогы» дегеніміз не? Өткізгіште электр тогының бар болуы үшін қажетті шарттар.2.Қандай құрылғыларды «Ток көздері» деп атайды. Ток көзіне нелер жатады?3.Электр қозғаушы күш дегеніміз не? Бірлігі не?4.Ток күші деп нені айтады? Оның өлшем бірлігі.5.Тізбектің бөлігі үшін Ом заңын тұжырымда.6.Өткізгіштің кедергісі неге және қалай тәуелді?7.Токтың әсерлері қандай?8.Өткізгіш тізбек берілген. Тізбек неден тұрады? Қатесін анықта.9.Ток көзіне бірнеше резисторлар жалғанған. (3А)10.Егер 20 Кл заряд өткізгіштің көлденең қимасы арқылы 10 с ішінде өтетін болса, ток күші неге тең?(2 А)

ЭҚК бар ток көзінен және ішкі кедергіден, кедергісі R болатын тұтынушыдан, К кілттен тұратын тұйық тізбекте өтетін процесті қарастырайық. Кілттің көмегімен тізбекті тұйықтағанда. оның бойынан ток күші I болатын ток өтеді. Ток көзінде Аб =qƐ бөгде күштердің жұмысы есебінен электр өрісі пайда болады. Бұл өріс сыртқы тізбекте де, (тұтынушы) Аэл1 =UR q, ішкі тізбекте де (ток көзінің ішінде) Аэл2 =Ur q зарядтың орын ауыстыруы бойынша жұмыс атқарады. Энергияның сақталу заңы бойынша Аб=Аэл1 + Аэл2 немесе qƐ = UR q +Urq, яғни Ɛ = UR +Ur.Ɛ = UR +Ur. Бұл формуладан ЭҚК - і тізбектің сыртқы және ішкі бөлігіндегі кернеу түсуінің қосындысына тең. UR =IR және Ur=Ir болғандықтан жоғарғы формуладан I=( Ɛ)/(R+r) толық тізбек үшін Ом заңының математикалық өрнегі болып табылады. Оқылуы: тұйық тізбектегі ток күші ток көзінің электр қозғаушы күшінің шамасына тура пропорционал, тізбектің ішкі және сыртқы кедергілерінің қосындысымен анықталатын толық кедергіге кері пропорционал.Толық тізбек үшін Ом заңының екі шекті жағдайы:Сыртқы тізбектің R кедергісі ток көзінің кедергісінен көп үлкен болсын (R >> r), сонда I=( Ɛ)/R немесе Ɛ = IR, яғни Ɛ = R және Бұдан сыртқы тізбектегі кернеу шамамен ток көзінің ЭҚК - іне тең екенін көреміз.Сыртқы тізбектің кедергісі нөлге тең R = 0болса, I=( Ɛ)/(R+r) сәйкес I=( Ɛ)/r = max Бұл құбылыс қысқа тұйықталу деп аталады. Қысқа тұйықталу кезінде тізбектегі ток күші ең үлкен мәнге жетеді, ал сыртқы тізбектегі кернеудің түсуі нөлге ұмтылады.( R 0) Демек электр өрісінің жұмысы ішкі тізбекте (ток көзінің ішінде) жасалады. Қысқа тұйықталу кезінде ток күші өте үлкен, сондықтан оның ток көзінің істен шығуына қауіп тудыратынын есте ұстау керек.Бекіту сұрақтары.Қандай тізбек тұйық тізбек деп аталады.Тұйық тізбек бойынша өтетін ток қандай заңға бағынады.толық тізбек үшін Ом заңы мен тізбек бөлігіне арналған Ом заңының физикалық мәні неде?толық тізбек үшін Ом заңын екі жағдайын айта кетейікқысқа тұйықталу кезінде үйдегі шамдар сөніп қалады неге

Ом заңдары

1827 жылы неміс ғалымы Ом (1787-1854) көптеген тәжірибелердің нәтижесінде мынадай қорытынды шығарды:тұрақты температурада (Т=const)өткізгіштің ұштарындағыкернеудің ток шамасына қатынасы әр уақытта тұрақты болады: U\I=R, мұндағы R өткізгіштің кедергісі деп аталады. Өткізгіштің кедергісі оның пішініне және мөлшеріне, сол сияяқты табиғаты мен температурасына тәуелді. Осы формула арқылы кедергінің өлшем бірлігін тағайындауға болады.Кедергінің бірлігі үшін кернеуі 1В өткізгіштің кедергісі алынады. Оны ом деп атайды.1Ом=1В\1А.I=U\R.Бұл Ом заңының формуласы болып ьабылады. Сонымен тек шамасы өткізгіштің ұштарындағы кернеуге тура пропарциянал да, кедергісіне кері пропарциянал екен.Өткізгіштің кедергісіне кері шама өткізгіштік деп аталадыμ=1\R.Кедергінің кері шамасы, яғни өткізгіштік сименспен (См) өлшенеді.Әр түрлі өткізгіштер үшін ток пен кернеу арсындағы мынадай тәуелділік бар:I=f(U).Бұл байланыс өткізгіштің вольт-амперлік сипаттамсын көрсетеді. Сондықтан Ом заңы өткізгіштің ұштарындағы кернеу мен токтың сызықтық байланысын білдіреді. Мысалы, металдар мен электролиттер үшін Ом заңы кең түрде орындалады. Ом табиғаттары мен мөлшерлері әр түрлі көптеген өткізгіштерді зерттей отырып, біртекті цилиндр тәрізді басқа өткізгіштердің кедергісі оның ұзындығына тура пропарциянал да, көлденең қимасына кері пропарционал болатындығын көрсетеді:R= pl\S,Мұндағы пропорционалдық коэфицент p- өткізгіштің меншікті кедергісі, ол өткізгіштің қандай заттан жасалғанын көрсетеді. Меншікті кедергінің кері шамасы меншікті өткізгіштік деп аталады:γ= 1\p.Мұның өлшем бірлігі сименс бөлінген метр (См/м).Ал меншікті кедергінің өлшеміне Ом*м алынады меншікті кедергісі өте аз болатын материялға күміс және мыс жатады. +Өткізгіштердің меншікті кедергісі зат құрамындағы қоспаларға байланысты . өткізгіштердің тізбекке қосудың екі түрі бар: Егер өткізгіштерді тізбектей қосқанда, өткізгіштерді параллель қосқанда .Өткізгіштің кедергісігне кері шама оның электр өткізгіштігі екенін ескерсек, онда тізбекке параллель қосылған өткізгіштердің толық электр өткізгіштігі олардың жекелеген электр өткізгіштерінің қосындысына тең болады. Ом заңына сәйкес өткізгіштің ішкі бөлігі үшін кернеудің шамасы немесе кернеудің түсуі мынаған тең U1= Ir, мұндағы r-ішкі кедергісі, I- ток күші.Егер тізбек тұйықталған болса, онда ток көзінің э.қ.к.-і ішкі бөлігіндегі кернеумен сытрқы кернеудің қосындысына тең: ε= Ir+U. Осы өрнек қарастырылып отырған дербес жағдай үшін энергияның сақталу заңын сипаттайды. Тұйық тізбекте электростатикалық күштердің жұмысы А=0 болады да , борлық жұмыс тек бөгде күштер арқылы істелінеді, яғни U=ε-Ir. Тізбек бөлігі үшін Ом заңын, яғни U=IR ескеріп, ізбектегі ток күшін тапсақ:I=ε\R+r.Осы формула тұйық тізбек үшін Ом заңы деп аталады да,былайша тұжырымдалады: тұйық тізбектегі ток күші э.қ.к.-і шамасына тура пропарционал да, тізбектің сыртқы және ішкі кедергілерінің қосындысына кері пропарционал болады. Э.қ.к-нің мәні ε=IR+Ir ,мұндағы IR- зарядты сыртқы тізбекте тасымалда үшін істелетін жұмыс: Ir-ток көзінің ішкі кедергісіне қарсы жаслатын жұмыс. Осыған байланысты э.қ.к.-не басқаша анықтама беруге болатынын э.қ..к-і тұйық тізбектің барлық бөлігі арқылы зарядты тасмалдау үшін істелген жұмыс шамасы. Сонымен тізбекте әр уақытта ток болуы үшін электр өрісі де, ток көзіде міндетті түрлде бар болуы және ондағы зарядтар электрлік күштер арқылы орын ауыстыруы керек екен.

І жұп

Гальваникалық элементтің электр қозғаушы күші 1,5 В, ал ішкі кедергісі 0,8 Ом.Оның сыртқы кедергісі 5,2 Ом болғанда тізбекте қандай ток аламыз?

ІІ жұп

ЭҚК – 12 В –қа тең және ішкі кедергісі 1 Ом ток көзіне кедергісі 5 Ом -ға тең реостат қосылған.Тізбектегі ток күшін және ток көзінің қысқыштарындағы кернеуді табыңдар?

ІІІ жұп

ЭҚК- і 12 В элементтің ішкі кедергісін есепте.Сыртқы кедергісі 5 Ом болғанда токтың шамасы 0,2 А болады.

ІУ жұп

ЭҚК-і 12 В және ішкі кедергісі 0,01 Ом аккумуляторды қысқаша тұйықтағанда ток күші неге тең болады?

Есеп шығарту Жеке жұмыс 19 –жаттығу (1,2)

№19-1

Шешуі: 0,5(0,1*10^-6*0,25)= 1,375 В Жауабы: 1,375 В

Электрондық оқулықпен жұмыс Жаттығу жұмысын орындату

V. Сабақты қорытындылау Семантикалық картамен жұмыс «Толық тізбек үшін Ом заңы»