Найпростіше електричне коло

Мета: навчитися складати найпростіші електричні кола, вивчити елементи, з яких складаються електричні кола.

lab

Дослід здійснено за допомогою набору для проведення лабораторних та демонстраційних робіт з курсу електрики та магнетизму EdPro AMPERIA

ПІДГОТОВКА ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ

1.

Підготуйте необхідне для виконання експериментів обладнання та переконайтеся у його справності.Інформацію про комплектацію набору EdPro Amperia та інструкцію з його використання можна знайти за посиланням: https://amperia.edpro.ua/instruction.

Power supply unit

джерело струму

lamp

лампа розжарення

Switch

однополюсний вимикач

wires

з’єднувальні провідники

2.

Роздрукуйте роздаткові матеріали для учнів відповідно до кількості робочих груп. Набір EdPro Amperia призначений для роботи групи з 4-х учнів.Роздаткові матеріали з лабораторної роботи можна завантажити, натиснувши на кнопку "МАТЕРІАЛИ ДЛЯ УЧНІВ".

3.

Перед початком практичної роботи нагадайте учням основні поняття та закони до цієї теми, а також ознайомте їх з технікою безпеки.

ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

 У процесі роботи лампочка нагрівається — не торкайтеся її для уникнення опіків. У випадку неправильного під’єднання провідників у колі може відбутися коротке замикання. Хоча джерело струму EdPro Amperia має програмний захист від короткого замикання, все ж варто уникати такої ситуації. Повний текст рекомендацій з техніки безпеки під час роботи з набором EdPro Amperia доступний за посиланням: https://amperia.edpro.ua/safety.

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ЗАКОНИ

Електричний струм

Електричний струм — напрямлений рух електричних зарядів.За напрям струму прийнято вважати напрям руху позитивних зарядів або напрям від плюса джерела живлення до мінуса. Виявити струм можна за його дією. Лампочка світиться завдяки тепловій дії струму.

Illustration

Джерела електричного струму

Заряди рухаються в провіднику під дією електростатичного поля. Тому, щоб постійний струм існував тривалий час, потрібно підтримувати постійну різницю потенціалів на ділянках кола та дозволити зарядам рухатися замкненими траєкторіями.Джерелами струму називають пристрої з виводами, які здатні створювати на цих виводах різницю потенціалів і завдяки цьому на них накопичуються різнойменні заряди. Сили, які діють на заряди у джерелі, створюючи різницю потенціалів, повинні бути не електростатичної природи.Такі сили називають сторонніми силами (Fст.).В гальванічних елементах та акумуляторах природа цих сил — електрохімічна.

Електричне коло — гiдродинамiчна аналогiя

Аналогом електричного кола є декілька посудин на різній висоті, з'єднаних трубою, по якій тече вода, та насосом, який постiйно створює різницю тисків на кінцях цієї труби.

Illustration

Умови протікання струму в колі

1. Коло повинно бути замкнутим.2. У ньому мають бути джерела електричного струму.Найпоширеніша причина відсутності струму за умови справного джерела — неякісні контакти, що спричиняють розрив електричного кола.Так як з'єднувальні провідники мають дуже малий опір, їхнє паралельне чи послідовне включення мало впливає на струм у колі.

ХІД РОБОТИ З НАБОРОМ AMPERIA

1.

Illustration
Illustration

Складіть коло за схемою. Замкніть коло та спостерігайте, чи світиться лампочка.

2.

Illustration
Illustration

Розімкніть вимикач.
Поміняйте місцями лампочку та джерело струму.
Замкніть вимикач та спостерігайте за лампочкою.

3.

Illustration
Illustration

Замкніть вимикач та заберіть один із провідників.Спостерігайте за лампочкою.

4.

Illustration
Illustration

Поверніть провідник назад.Лампочка має засвітитися.Підключіть паралельно до провідника ще один провідник.Спостерігайте, чи щось змінилося?

Додаткове завдання №1

5.

Illustration
Illustration

Від'єднайте один із провідників, зробіть на ньому декілька петель та замкніть ним коло.

Додаткове завдання №2

6.

Illustration
Illustration

Заберіть із кола джерело струму та замкніть коло.

Зверніть увагу!Приклади зібраних електричних кіл з використанням компонентів EdPro Amperia та показники на приладах у цьому розділі надані лише в якості ілюстрації, а не як критерій правильності виконання експерименту. Може бути декілька правильних способів зібрати електричне коло за схемою (з перестановками елементів кола, різними варіантами підключення магнітних з'єднань провідників тощо).Рекомендуємо давати учням лише формальну постановку задачі та можливість знайти власний варіант її практичного розв'язку.

Illustration

Найпростіше електричне коло

Illustration

Провідники та діелектрики

Illustration

Залежність сили струму від напруги на ділянці кола та від опору цієї ділянки. Закон Ома для ділянки кола постійного струму

Illustration

Вимірювання опору провідника за допомогою вольтметра та амперметра

Illustration

Гальванічний елемент

Illustration

Послідовне з’єднання провідників

Illustration

Паралельне з'єднання провідників

Illustration

Залежність опору від матеріалу, довжини та площі перерізу провідника

Illustration

Взаємодія електромагніту з постійним магнітом

Illustration

Електромагнітна індукція

Illustration

Явище самоіндукції

Illustration

Вимірювання ЕРС і внутрішнього опору джерела струму

Illustration

Дослід Ерстеда з магнітною стрілкою

Illustration

Принцип дії трансформатора

Illustration

Вольт-амперна характеристика напівпровідникового діода

Illustration

Конденсатор. Збереження електричної енергії, заряджання та розряджання конденсатора