Тақырып: Токтың жұмысы мен қуаты. Джоуль-Ленц заңы. Электрқыздырғы аспаптар. Қыздыру шамы. Қысқа тұйықталу. Сақтандырғыштар. Мақсаты

8сынып

ІІ Жаңа тақырыпты түсіндіру

ІІІ. Есеп шығару

IV. Жеке карточка бойынша өздік жұмыс

V . Қорытындылау

ІІ Жаңа тақырыпты түсіндіру

    Тогы бар тізбектегі электр энергиясының энергияның басқа түрлеріне айналуының өлшеуіші ток жұмысының, яғни өрістегі зарядтарды орын ауыстырғандағы электр күші атқаратын жұмыстың шамасы болып табылады.                            A=q·U

  мұндағы А - электр өрісіндегі зарядты орын ауыстырғандағы жұмыс, q-заряд. Осы формуладан тұрақты токтың істеген жұмысын да анықтауға болады. t уақытта өткізгіштің көлденең қимасы арқылы       q=It заряд өтсін. Сонда    A=I·Ut    болады.

Электр тогының жұмысы – ток күші, кернеу және жұмысты істеуге кеткен уақыттың көбейтіндісіне тең.

    SI  жүйесінде джоульмен (Дж) өлшенеді.   1Дж=1A·1B·1c

    Тізбектің бөлігіне арналған Ом заңы    және U=I·R негізінде келесі формулаларды аламыз.                                               A=I²·Rt,    

   II. Уақыт бірлігіндегі өндірілген токтың жұмысы электр тогының қуаты болып табылады. Электр қуаты P әрпімен белгіленеді.Қуат мынаған тең: P =I U

     Сонымен қатар токтың қуаты үшін мына өрнектер дұрыс: P = I²R

Халықаралық бірліктер жүйесінде қуат  бірлігіне ватт алынған: 1Вт

  1ватт (1Вт) қуат бірлігіне 1В кернеуі бар тізбек бөлінгендегі  1А ток күшінің қуатын алады:    1Вт=1А·1В.    1ватт=1ампер·1вольт.

      1 Ватт онша көп қуат емес.Тәжірибеде ватқа еселік болып келетін бірліктерді қолданады: гектоватт  1гВт=10² Вт;  киловатт 1кВт=10³  Вт; мегаватт 1МВт=10⁶ Вт.

       Токтың қуатын – өлшеуге арналған аспапты ваттметр деп атайды.Токтың жұмысын өлшеуге арналған құрал электр санауыш деп аталады.Электр санауышында ток жұмысының  1кВ·сағ=3,6·10⁶ Дж   екенін есептеу қиын емес.

            Кейбір электр аспаптарының қуаты, кВт·сағ

Электр құрылғы	Қуаты, кВт
1.Шаңсорғыш 2.Электр үтігі 3.Кір жуатын машина 4.Шаш кептіргіш 5.Теледидар	0,65 0,6 0,5 0,4 0,3

Тұрғын үйге берілетін кернеу U=220B болғанда, онда тұтынатын ток күші I=10A-ден аспауы тиіс.Үйде тұтынушылардың бір мезгілде пайдалану қуатының шекті мәні:

    P=10 A·220 B=2200Bт=2,2Вт.

 1кВт*сағ электр энергиясының құны тариф (В) деп аталады. Мысалы, Алматы тұрғындары үшін тариф 1кВт·сағ=4,60 теңге тұрады, яғни В=4,60 теңге/кВт

    III. Өткізгіш бойымен ток өткенде, өткізгіш қызады, яғни электр энергиясы ішкі энергияға айналады.

     Бұл металдардағы еркін электрондар электр өрісі әрекетінен орын ауыстырғанда, кристадық тор түйіндерінде орналасқан иондармен соқтығысып және оларға өз энергиясының бір бөлігін беруімен түсіндіріледі. Соның нәтижесінде иондар үлкен жылдамдықпен тербеле бастайды, өткізгіштің ішкі энергиясы артады және оның температурасы көтеріледі.

  Өткізгіштердің қызуы тек ток күшіне ғана байланысты ма?

   Мынадай тәжірибеге жасасақ: Кедергілері әр түрлі мыс, болат және никель – үш өткізгішті бірінен соң бірін тізбектей жалғайық . Тізбекті тұйықтап, ондағы тоқ күшін біртіндеп арттырамыз.

 Өткізгіштердің қызуы олардың кедергілеріне тәуелді болады; өткізгіштің кедергісі неғұрлым үлкен болса, ол соғұрлым қатты қызады деген қорытынды шығуға мүмкіндік береді.

   Тәжірибе жүзінде тоқтың жылулық әрекетін ағылшын ғалымы Джоуль және орыс ғалымы Э.Ленц зерттеді. Олар бір – біріне тәуелсіз Джоуль – Ленц заңы деп аталатын заңды тағайындады.

   Өткізгіш бойымен ток жүрген кезде, өткізгіште бөлінетін жылу мөлшері ток күшінің квадратына, өткізгіш кедергісіне және токтың жүру уақытына тура пропорцинол болады:                     

                                                  Q=I² Rt.

ІІІ. Есеп шығару

21-жаттығу

1. 220 Β кернеуі бар желіге әркайсысы 110 В-қа есептелінген қуаты бірдей екі шамды тізбектей жалғауға бола ма?

2. Электр үтігінің паспортында "220 В, 600 Вт" деп жазылған. Кернеуі 220 Β желіге 3 сағ бойы косылған үтік қанша жылу мөлшерін бөледі?

3. Әркайсысы 6 Β кернеуге, 0,6 Α τοκ күшіне есептелінген екі шам 2 мин жанды. Осы уақыт аралығында әр шамдағы және екі шамдағы электр тогының атқаратын жұмысын анықтаңдар.

4. Мұнай мен су коспасының кедергісі 1200 Ом. Сорғыту кондырғысы 3 с жұмыс істегенде, ондағы 5,5 Α токтың аткаратын жүмысын аныктаңдар.

5. Мұнай араластырғышты іске косатын электрқозғалтқышының қуаты 1900 Вт. Электркозғалтқышынан 2сағ ішінде 14400 Кл зарядты өткізетін орамның кедергісін аныктаңдар.
IV. Жеке карточка бойынша өздік жұмыс

27. 3,5 А ток күшімен 12 В кернеуге есептелген электр шамының 20 с ішінде жұмсайтын энергия шығынын анықтаңдар. (Жауабы: 840 Дж.)

28. Электр қозғалтқышының қуаты 3 кВт. Егер трактор 1000 В кернеуде жұмыс істесе, онда оның электр қозғалтқышының тұтынатын ток күшін анықтаңдар. (Жауабы: 3 А.)

29. Егер велосипедтің шамындағы кернеу 4 В және ол 1 с ішінде 0,8 Дж энергия жұмсаса, онда шамдағы ток күшін есептеңдер. (Жауабы: 0,2 А.)

30. Электр құралы 45 мин ішінде 5 А токпен 162 кДж жұмыс жасайды. Құралдың кедергісі қандай? (Жауабы: 2,4 Ом.)

31. Кернеуі 120 В ток көзіне кезектестіріп, бірдей уақытта кедергісі 20 Ом және 40 Ом болатын өткізгіштер жалғанады. Бұл екі жағдайдың қайсысында электр тогының жұмысы қанша есе көп? (Жауабы: 2 есе.)

32. Көтергіш кран 6 т жүкті 2 мин ішінде 12 м биіктікке көтереді. Егер жүкті көтерген кезде кранның электр қозғалтқышының ток күші 51 А, кернеуі 380 В болса, онда кранның ПӘК-і қандай? (Жауабы: ~ 31%.)

35. Қыздырғышта тұрған 4,5 л суды 23°С температурадан қайнағанға дейін қыздыру үшін 0,5 кВт*сағ электр энергиясы жұмсалады. Қыздырғыштың ПӘК-і неге тең?

Үй жұмысы : §42, 21-жаттығу№ 7,8