Оқулық физика 8 Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі ұсынған

133
2-тапсырма. 
Өткізгіштерді тізбектеп қосудың мына заңдылықтарының: 
І
1
 
=
 
І
2
 
=
 
const; U = U
1 
+ U
2 
дұрыстығына көз жеткізіңдер.
3-тапсырма. 
Тізбек бөлігінің жалпы
 
кедергісін 
R
 
=
 
U
І
 
Ом
 
заңы
 
бойынша
 
есептеңдер. 
Ом
 
заңы
 
бойынша
 
табылған
 
кедергінің тізбектегі екі резистордың 
қосынды 
R
қ 
= R
1 
+ R
2
 
кедергілеріне тең болатынына көз жеткізіңдер. 
4-тапсырма.
Тәжірибе мен есептеу нәтижелерін төмендегі кес теге түсіріңдер:
 І
1
, 
А
 І
2
, 
А
 
U
1
, 
В
 
U
1
, 
В
 
R
1
, 
Ом
R
2
, 
Ом
R
қ
, 
Ом
R, 
Ом
5-тапсырма.
Зерттеу қорытындысын қысқаша түйіндеп жазыңдар.
№6 зертханалық жұмыс
 
Өткізгіштерді параллель жалғауды зерттеу
Жұмыстың мақсаты:
өткізгіштерді параллель қосудың заңдылықтарын 
тексеру.
Аспаптар мен жабдықтар:
үш зертханалық амперметр мен үш вольтметр, 
жалғастырушы сымдар, ток көзі, тізбекті тұйықтайтын кілт, екі резистор, 
реос тат.
1-тапсырма. 
Төмендегі тізбекті жинап (су-
рет 5.19), тізбектегі 
І
ток күшін, 
R
1
 
және
 
R
2
 
резис- 
торларынан өтетін 
І
1
 
мен
 
І
2
ток күштерін және 
R
1
 
мен
 
R
2
 
кедергілерінің ұштарындағы 
U
1
 
мен
 
U
2
 
кернеулерін 
жазып алыңдар.
2-тапсырма. 
Өткізгіштерді параллель қосудың 
мына заңдылықтарының: 
І = І
1 
+ І
2
;
 
U = U
1 
= U
2 
= const
 
дұрыстығына көз 
жеткізіңдер (сурет 5.20).
3-тапсырма. 
Тізбек бөлігінің жалпы
 
кедергісін
R =
 
U
І
 
Ом
 
заңы
 
бойынша
 
есептеңдер. 
4-тапсырма. 
Тізбек бөлігінің жалпы
 
кедергісін 
параллель қосылған өткізгіштердің
 
1
R
ж
 
= 
1
R
1
 
+ 
1
R
2
 
формуласы 
бойынша
 
есептеңдер.
5-тапсырма. Ом
 
заңы
 
бойынша
 
табылған тізбек бөлігінің 
R
жалпы
 
кедер-
гісінің параллель қосылған өткізгіштердің
формуласы 
бойынша
 
табылған 
R
ж
 
жалпы
 
кедергіге тең болатынына көз жеткізіңдер:
 
R
ж 
= R.
 
6-тапсырма.
Тәжірибе мен есептеу нәтижелерін төмендегі кестеге түсіріңдер:
І, 
А
 І
1
, 
А
 І
2
, 
А
І = І
1 
+ І
2
U
1
, 
В
U
2
, 
В
R
1
, 
Ом
R
2
, 
Ом
R
 
, 
Ом
R
ж
, 
Ом
7-тапсырма.
Зерттеу қорытындысын қысқаша түйіндеп жазыңдар.
 
 
Сурет 5.20
Сурет 5.19
R
1
R
2
R
1
R
2
Все
учебники
Казахстана
на
OKULYK.KZ
*
Книга
предоставлена
исключительно
в
образовательных
целях
согласно
Приказа
Министра
образования
и
науки
Республики
Казахстан
от
17 
мая
2019 
года
№
217

134
§26.
 
 
ЭЛЕКТР ТОГЫНЫҢ ЖҰМЫСЫ МЕН ҚУАТЫ. 
ТОКТЫҢ ЖЫЛУЛЫҚ ӘРЕКЕТІ. ДЖОУЛЬ–ЛЕНЦ ЗАҢЫ
1.
Электр тізбегінің ішкі бөлігін құрайтын ток көзінде бөгде күштер 
электрлік емес энергия есебінен (мысалы, механикалық энергия есебінен) 
жұмыс жасап, оң және теріс зарядтарды бір-бірінен бөлектейді (§22). 
Мұндай жағдайда тізбектің сыртқы бөлігіндегі өткізгіштердің ішінде 
электр өрісі пайда болып, потенциалдар айырымы туындайды. Сөйтіп, 
тізбектің сыртқы бөлігінде электр өрісінің кулондық күші зарядтарды 
бағыттай қозғап, электр тогын туғызады. Осылайша, бөгде күштердің 
әрекетімен механикалық т.с.с. энергиялар электр энергиясына түрленеді. 
Өз кезегінде электр тогын пайдаланатын қондырғыларда электр өрі- 
сінің энергиясы энергияның басқа түрлеріне айналады. Мысалы, электр 
қозғалтқыштарында электр тогының энергиясы қайта механикалық 
энергияға ауысады; электр шамдарында жылу және сәулелік энергияға, 
электр плиталарында кедергілері үлкен резисторлардың ішкі энергияла-
рына түрленеді. Ал олардың ішкі энергиялары жылу алмасу жолымен 
қоршаған ортаға беріледі.
2.
Энергиялардың түрленіп өзгеруі барысында белгілі бір жұмыс 
атқарылады. Өйткені кез келген энергия өзгерісінің өлшемі жұмыс бо-
лып табылады. Сондықтан электр энергиясы өзгерісі кезінде де электр 
тогы жұмыс жасайды. Электр тогының жұмысы деп отырғанымыз, 
шындығына келгенде, өткізгіштің ішіндегі электр өрісі күшінің за-
рядтарды бағыттап қозғайтын жұмысын айтады. Бұл жұмыс, §23-те 
көрсеткеніміздей, мына өрнектен табылады:
 U = 
А
q
,
мұндағы: 
U
 
– кернеу; 
А
 
–
 
өткізгіш ішінде туындайтын электр өрісіндегі 
кулондық күштің 
q
 
зарядты бағыттап қозғағанда жасайтын жұмысы. 
Жоғарыдағы формуладан электр өрісінің зарядтарды бағыттап қоз-
ғағанда жасайтын жұмысын
 
анықтаймыз:
 А = qU.
Зарядтардың бағытталған қозғалысын электр тогы деп атайтындықтан, 
бұл жұмысты қысқаша 
электр тогының 
(
I = 
q
t
) 
жұмысы
деп атайды. 
Ендеше,
 
электр тогының жұмысы
 
мына формуламен өрнектеледі:
 А = qU = IUt.
Все
учебники
Казахстана
на
OKULYK.KZ
*
Книга
предоставлена
исключительно
в
образовательных
целях
согласно
Приказа
Министра
образования
и
науки
Республики
Казахстан
от
17 
мая
2019 
года
№
217

135
Электр тогының жұмысы
деп кернеу мен ток күшінің жұмыс 
істелген уақытқа көбейтіндісін айтады:
 А = IUt.
Халықаралық бірліктер жүйесінде электр тогының жұмысы 
джоуль-
мен
(Дж)
өлшенеді: 
 1 Дж = 1 А · 1 В · 1 с.
3.
7-сынып физикасында 
қуат
деп бір өлшем уақытта істелген 
жұмысты айтқанбыз:
 N = A
t
.
Электртехникада қуатты басқаша 
P
 
әрпімен белгілейді:
P = A
t
.
Жоғарыдағы өрнектерді ескеріп, 
электр тогының қуатын
мына 
формула бойынша табамыз:
 P = 
A
t
 = 
IUt
t
 = IU.
Электр тогының қуаты
 деп ток күші мен кернеудің көбейтіндісін 
айтады:
 P = IU.
Халықаралық бірліктер жүйесінде электр тогының қуаты 
ваттпен 
(Вт)
өлшенеді: 
 
1 Вт = 1 А · 1 В.
4. 
Электр тогы өткізгіштерден өткенде олардың температурасы 
жоғарылайды, яғни ішкі энергиялары өседі. «Бұл құбылысты қалай 
түсіндіруге болады?» деген сұраққа жауап берейік. Мысал ретінде көп 
қолданыс табатын металл өткізгіштерді қарастырайық. Металдар еркін 
қозғалатын электрондардан және кристалдық тордың түйіндерінде 
орналасқан иондардан (оң зарядталған атомдардан) тұрады (су- 
рет 5.21, 
а
). Металл өткізгішті тізбекке жалғағанда оның ішінде 
кернеулігі 
Е = 
j
1 
– 
j
2
d
 = 
U
d
болатын (§21) электр өрісі пайда болады. 
Өрістің 
F = qЕ
кулондық күшінің әрекетінен теріс зарядты еркін элек-
трондар 
Е
кернеулік векторының бағытына қарама-қарсы қозғалады 
(сурет 5.21, 
ә
) да, 
І
электр тогын туғызады. Электр өрісіндегі қозғалысы 
барысында қосымша жылдамдық алған электрондар жолындағы 
иондарға соқтығысып, оларға біраз энергияларын береді. Осылайша, 
иондардың, демек өткізгіштің ішкі энергиясы өседі.
Все
учебники
Казахстана
на
OKULYK.KZ
*
Книга
предоставлена
исключительно
в
образовательных
целях
согласно
Приказа
Министра
образования
и
науки
Республики
Казахстан
от
17 
мая
2019 
года
№
217

136
Ерекше ескерте кететін бір жайт: металдардың электр тогын ғана 
емес, жылуды да жақсы өткізетін себебі – олардың бойындағы 
еркін 
электрондар
болып табылады. Металдардың электрондық жылу-
өткізгіштігі атомдық (иондық) жылуөткізгіштіктен әлдеқайда жоғары 
болады.
5. 
Өткізгіштерден
 
ток өткенде бөлінетін энергия (жылу) мөлшерін 
бір-біріне тәуелсіз ағылшын ғалымы Дж. Джоуль және орыс физигі
Э. Ленц зерттеді. Олар өткізгіште бөлінетін жылудың мөлшерін жоғары-
да көрсетілген қондырғыны пайдаланып (сурет 5.21, б), тәжірибе жүзін-
де анықтады.
Тізбектегі резистордың кедергілерін 
R
1 
, R
2 
, R
3 
… R
n
шамаларына 
өзгертіп, оларға сәйкес келетін 
І
1 
, І
2 
, І
3 
… І
n
 
ток күштерін амперметрмен 
өлшеп отырды. Белгілі бір уақыт ішінде әр резисторда бөлініп шығатын 
жылудың
 
Q
1
, Q
2
, Q
3 
… Q
n
 
мөлшері 
Q = сm(t
2
– t
1
) 
формуласы бойын-
ша калориметрлік тәсілмен анықталды. Формуладағы 
t
1 
қондырғыдағы 
судың бастапқы температурасы, 
t
2 
белгілі бір уақыт өткеннен кейінгі 
температурасы. 
Тәжірибе барысында анықталған 
ток күштері
мен 
кедергілердің 
мәндерін резисторларда 
бөлініп шыққан жылумен
салыстыра отырып, 
Джоуль мен Ленц мынадай тұжырым жасады:
Өткізгіштен ток өткенде одан бөлініп шығатын жылудың мөл-
шері ток күшінің квадратына, өткізгіштің кедергісіне және токтың 
өткен уақытына тура пропорционал болады:
 Q = І
2
Rt.
Бұл тұжырым 
Джоуль–Ленц заңы 
деген атаумен физика ғылымының 
тарихына енді.
Джоуль–Ленц заңы атқарылған жұмыс пен бөлінетін жылу мөлшерінің 
арасында эквивалентті байланыстың барлығын дәлелдейтін тағы бір мы-
Сурет 5.21:
 
а
) металдағы еркін электрондар;
ә
) электрондардың бағытталған қозғалысы; 
б)
Джоуль–Ленц қондырғысы
а
)
ә
)
б
)
Все
учебники
Казахстана
на
OKULYK.KZ
*
Книга
предоставлена
исключительно
в
образовательных
целях
согласно
Приказа
Министра
образования
и
науки
Республики
Казахстан
от
17 
мая
2019 
года
№
217

137
сал болып табылады. Шынында да, электр тогының жұмысын (
А = IUt
) 
және тізбектің бөлігі үшін Ом заңын (
I = U/R
) біле отырып, мына өрнекті 
аламыз:
 А = IUt = I
2
Rt.
Бұдан ток күшінің істеген жұмысы өткізгіште бөлініп шығатын 
жылудың мөлшеріне тең болатынын көреміз:
 А = Q = І
2
Rt.
1. 
Электр тізбегінде энергияның сақталу және айналу заңын қалай 
түсіндіруге болады?
2. 
Электр тогының жұмысы
 
деп нені айтамыз? Қандай формуламен өрнек-
теледі? Немен өлшенеді?
3. 
Электр тогының жұмысын қандай күш атқарады? Бөгде күштердің оған 
қатысы бар ма?
4.
Электр тогының қуаты
 
деп нені айтамыз? Қандай формуламен өрнек-
теледі? Немен өлшенеді?
5. 
Электр тогы өткенде өткізгіштердің қызатынын қалай түсіндіруге бо-
лады? 
6. 
Джоуль–Ленц заңы қалай тұжырымдалады? Жұмыс пен жылудың 
арасындағы эквиваленттік қалай дәлелденеді?
1.
Амперметр тізбекте 15 А ток күшін, ал вольтметр осы бөлікте 24 В 
кернеуді көрсетеді. 20 мин ішінде ток қанша жұмыс атқарады?
2.
Электр плитасының кедергісі 80 Ом, желідегі кернеу 220 В. Электр 
плитасы 6 сағ ішінде қанша энергия тұтынады?
3.
Ом заңын пайдаланып, токтың жұмысын ток күші, кедергі және уақыт 
бойынша; кернеу, кедергі және уақыт бойынша өрнектеңдер.
4.
120 В кернеуге арналған әрқайсысы 100 Вт болатын екі шам кернеуі 
220 В желіге тізбектеп жалғанған. Тізбектегі токтың күшін және әр 
шамның кернеуін анықтаңдар.
5.
220 В
 
кернеуде жұмыс жасайтын
 
қуаты 700 Вт болатын қыздырғыштың 
спиралін қимасы 0,5 мм
2 
хромаль сымынан жасау керек. Сымның 
ұзындығын табыңдар. Хромальдің меншікті кедергісі – 1,4 Ом · мм
2
/м.
6.
Токтың қуатын ток күші мен кедергі арқылы және кернеу мен кедергі 
арқылы өрнектеңдер.
7.
Кернеуі 250 В желіге осындай кернеуге арналған қуаты 500 Вт және
25 Вт екі шамды қосады. Тізбектеп немесе параллель жалғағанда олар-
дың қайсысы жарқырап жанады?
Жаттығу 5.4
?
Сұрақтар
Все
учебники
Казахстана
на
OKULYK.KZ
*
Книга
предоставлена
исключительно
в
образовательных
целях
согласно
Приказа
Министра
образования
и
науки
Республики
Казахстан
от
17 
мая
2019 
года
№
217

138

жүктеу/скачать 4,48 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: