8 клас Розрахунок опору провідника. Питомий опір речовини. Реостати

Урок  Розрахунок опору провідника. Питомий опір речовини. Реостати

Ми вже знаємо:

Електричний опір – це фізична величина, яка характеризує властивість провідника протидіяти проходженню електричного струму.

 

Коли в металевому провіднику йде струм, вільні електрони, рухаючись напрямлено, зіштовхуються з йонами кристалічної ґратки металу – провідник чинить опір електричному струмові.

Від чого залежить опір провідника?

                            ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Опір провідника

Опір провідника залежить від:

·        довжини провідника

·        площі поперечного перерізу провідника

·        роду речовини

Проведемо дослід

В електричне коло вмикатимемо по черзі провідники, які виготовлені з однакового матеріалу, мають однаковий поперечний розріз, але різні довжини. Силу струму вимірюватимемо амперметром.

     

     

Опір провідника прямо пропорційний його довжині:

Тобто, у довшому провіднику частинки, що рухаються напрямлено, зазнають на своєму шляху більшої протидії.

Проведемо дослід

Вмикатимемо в електричне коло по черзі провідники, які виготовлені з однакового матеріалу, однакової довжини, але мають різні поперечні перерізи.

     

     

Опір провідника обернено пропорційний площі його поперечного перерізу:

Збільшення товщини провідника рівнозначне «розширенню русла», яким рухаються заряди, тому й опір провідника зменшується.

Проведемо дослід

Тепер в електричне коло будемо по черзі вмикати провідники однакової довжини та площею поперечного перерізу, але виготовлені з різних речовин.

     

     

Опір провідника залежить від речовини, з якої цей провідник виготовлений.

Це пояснюється тим, що провідники з різних металів мають різні кристалічні структури, отже, гальмівна дія зіткнень йонів і вільних електронів виявляється різною.

Підсумовуючи результати дослідів, можна записати формулу:R=ρ l/S

R – опір провідника;

l – довжина провідника;

S – площа поперечного перерізу провідника;

ρ – питомий опір речовини.

2. Питомий опір провідника

Питомий опір речовини – це фізична величина, яка характеризує електричні властивості даної речовини й чисельно дорівнює опору виготовленого з неї провідника завдовжки 1 м і площею поперечного перерізу 1 м².

Одиниця питомого опору в СІ – ом-метр:

Зручніше виражати площу поперечного перерізу провідника у квадратних міліметрах. Тоді одиницею питомого опору буде:

Питомі опори речовин визначають дослідним шляхом і заносять у таблиці (див. табл. 7 Додатка). Значення питомого опору істотно залежить від температури речовини, тому в таблицях обов’язково зазначають температуру, за якої справджуються подані значення.

3. Реостат

Реостат – це пристрій зі змінним опором, призначений для регулювання сили струму в електричному колі.

Будова двоконтактного повзункового реостату:

1, 6 – клеми;

2 – керамічний циліндр;

3 – металевий дріт (обмотка);

4 – повзунок;

5 – металевий стрижень;

 – умовне позначення на схемах

Принцип дії повзункового реостата ґрунтується на залежності опору провідника від його довжини. Пересуваючи повзунок уздовж обмотки, плавно збільшують або зменшують довжину ділянки, в якій проходить струм. У результаті опір реостата так само плавно збільшується або зменшується, а це, згідно із законом Ома, приводить до плавної зміни сили струму (настроюють гучність звуку радіоприймача, регулюють яскравість світіння лампи)

Важільні (секційні) реостати

Опір важільних реостатів змінюється стрибками, відповідно стрибками змінюється й сила струму. Важільні реостати застосовують для вмикання і вимикання електродвигунів.

                                    РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Обчисліть опір алюмінієвого дроту довжиною 80 см і площею поперечного перерізу 0,4 мм².

Дано: l=80 см=0,8 м S=0,4 мм2 ρ=0,028 (Ом∙мм2)/м	Розв’язання R=ρ l/S [R]=(Ом∙мм2)/м∙м/мм2 =Ом R=0,028∙0,8/0,4=0,056 (Ом) Відповідь: 0,056 (Ом)
R - ?

2. В освітлювальній мережі будинку використали 100 м мідного дроту, опір якого 850 мОм. Яка площа поперечного перерізу цього дроту?

Дано: l=100 м R=850 мОм=0,85 Ом ρ=0,017 (Ом∙мм2)/м	Розв’язання R=ρ l/S           =>           S=ρ l/R [S]=(Ом∙мм2)/м∙м/Ом=мм2 S=0,017∙100/0,85=2 (мм2) Відповідь:   2 (мм2)
S - ?

3. Ніхромова спіраль для нагрівника електроплитки повинна мати електричний опір 48 Ом. Якої довжини має бути ніхромовий дріт, площею перерізу 0,2 мм², щоб виготовити таку спіраль?

Дано: R=48 Ом S=0,2 мм2 ρ=1,1 (Ом∙мм2)/м	Розв’язання R=ρ l/S           =>           l=RS/ρ [l]=(Ом∙мм2)/((Ом∙мм2)/м)=м l=(48∙0,2)/1,1=8,7 (м) Відповідь:  8,7 (м)
l - ?

4. У лабораторних роботах використовуються мідні з’єднувальні проводи, площа перерізу яких дорівнює 2 мм². Сила струму в них досягає 2 А. Яка напруга на такому проводі, якщо його довжина дорівнює 10 см?

Дано: S=2 мм2 I=2 А l=10 см=0,1 м ρ=0,017 (Ом∙мм2)/м	Розв’язання R=ρ l/S           =>           l=RS/ρ [l]=(Ом∙мм2)/((Ом∙мм2)/м)=м l=(48∙0,2)/1,1=8,7 (м) Відповідь: 8,7 (м)
U - ?

Домашнє завдання: 
1. опрацювати начвчальний матеріал. В зошит внести основні поняття і формули
https://www.youtube.com/watch?v=XhiXJtyu_18

2. Бути готовими до проходження тестового завдання, яке буде викладене у середу.
3. Розвязати задачі

3.1. Обчисліть опір мідного дроту завдовжки 2 м, якщо площа його поперечного перерізу становить 6,8 мм2.
3.2  Яким має бути завдовжки ніхромовий дріт із площею поперечного перерізу 0,2 мм2, щоб за напруги н а й ого к інцях 4,4 В сила струму в ньому становила 0,4 А?
3.3. Дріт, що має опір 25 Ом, розрізали навпіл і половини звили. Як і в скільки разів змінився опір дроту? Поясніть свою відповідь.
3.4 ВІДПОВІСТИ НАТЕСТИ
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdzEXQh5YIhoh0LWQFqa3akux6yZIUFQZUVIkKe5dG29AoJ-g/viewform?usp=sf_link


УВАГА. розвязок задач потрібно занести до робочого зошита із записом дати виконання домашньої роботи. У тестових завданнях ви повинні внести відповіді до задач у певну колонку. Бажаю успіхів.