§ 1 Kerede elektrifitseerimine
Selles õppetükis käsitleme sellist asja nagu elekter ja uurime, kust see sõna tuli.
Nüüd on võimatu ette kujutada kaasaegset maailma ilma elektrita ja veelgi enam ilma arvuti, külmkapi, televiisori, elektrivalgustuse jne. Kõik need seadmed töötavad elektrivoolu abil ja ümbritsevad meid kõikjal meie elus. Esialgu näiteks täielikult elektrist mittesõltuvad tehnoloogiad, nagu sisepõlemismootor, muutuvad järk-järgult ajalooks, elektrimootorid võtavad aktiivselt oma koha. Kust siis tuli sõna "elekter"?
Sõna "elektriline" tuleb sõnast "electron" (kreeka keeles), see tähendab "merevaigust" (fossiilvaiku). Kuigi muidugi tuleb märkida, et merevaigu ja kõigi elektriliste nähtuste vahel puudub otsene seos, kuidas siis selline seos antiikteadlaste seas tekkis?
Ühe legendi järgi kedranud Vana-Kreeka kuulsa filosoofi Thalese Mileetose tütar, kes elas 4. eKr eKr, kallist kivist – merevaigust – tehtud võlliga villa. Ta ütles Thalesele, et ta ei saa spindlit väikestest villatükkidest, kohevast ja niidist puhastada. Veelgi enam, mida rohkem ta oma villase kitioniga koristab, seda rohkem prügi spindli külge kleepub. Thales ei osanud tütre küsimusele kohe vastata.
Õhtul otsustas ta proovida spindlit puhastada ja nägi, et pimedas hõõrudes on sädemeid märgata. "Minu õpilastega on midagi mõelda ja mõelda," ütles Thales.
Tüdruku poolt märgatud nähtust nimetas Thales elektriks (sõnast elektron - “merevaigukollane”).
Hõõrudes merevaigutükki villasele riidetükile või klaaspulgale paberil, on kuulda kerget särinat ja pimedas on näha isegi väikseid sädemeid ning pulk ise aitab väikseid esemeid enda juurde meelitada.
Keha kohta, mis pärast hõõrumist teisi kehasid enda poole tõmbab, öeldakse, et sellele on antud elektrilaeng või see on elektrifitseeritud.
Elektrifitseerimine on nähtus, mille käigus kehad omandavad omadused, mis tõmbavad ligi teisi kehasid.
Erinevatest ainetest valmistatud kehad võivad elektriseerida. Seega saate väävlist, eboniidist ja plastist valmistatud pulgakesi hõlpsalt elektrifitseerida, hõõrudes villa villale. Kehasid hõõrutakse ainult nende kokkupuuteala suurendamiseks.
Elektrifitseerimisel osalevad alati kaks keha ja mõlemad on elektrifitseeritud. Nii et klaaspulka ja paberitükki hõõrudes elektristuvad nii varras kui ka paber. Seetõttu tõmbab paber sarnaselt klaasiga väikseid esemeid enda poole.
Elektrilaeng on kehal, mis tõmbab ligi või tõrjub teisi kehasid. Selline keha on väidetavalt laetud (omab laengut).
Laeng on kehade omadus või võime elektromagnetiliselt suhelda.
Elektroskoop on seade, mis võimaldab tuvastada kehas laengu olemasolu ja seda hinnata.
Elektrit juhtiv isoleeritud varras on elektroskoobi põhiosa, sellele on kinnitatud nool, mis suudab vabalt pöörata. Laengu ilmnemisel laetakse nool ja varras sama märgiga laenguid, mille tulemusena nad tõrjudes tekitavad läbipaindenurga, mille väärtus on võrdeline saadud laenguga.
§ 2 Kerede elektrifitseerimise meetodid
Kehade elektrifitseerimine toimub erinevatel juhtudel.
Kehade elektrifitseerimise meetodid:
· võtke ühendust
Vaatleme mõnda neist.
Eboniit saab negatiivse laengu ja vill positiivse laengu, kui hõõrute villale eboniidipulga. Elektroskoobi abil tuvastatakse nende laengute olemasolu. Selle tulemuse saavutamiseks on vaja elektroskoobi varrast puudutada eboniitpulga või villase lapiga. Sel juhul läheb osa katsekeha laengust vardale. Pange tähele, et tekib lühiajaline elektrivool.
Võite kaaluda kahe niidile riputatud paberhülsi koostoimet, millest üks on laetud eboniitpulgast ja teine villasest riidest.
Pange tähele, et nad tõmbavad üksteist. See tähendab, et vastupidise laenguga objektid tõmbavad üksteist. Mitte iga aine ei suuda elektrilaenguid üle kanda.
Juhtideks nimetatakse aineid, mille kaudu laenguid ei kanta, ja aineid, mille kaudu laenguid ei kanta, nimetatakse mittejuhtideks - dielektrikuteks (isolaatoriteks). Seda saab teada elektroskoobi abil, kui ühendada see laetud kehaga, mitmesuguste ainetega.
Kirjeldades elektrifitseerimist hõõrdumise teel, võetakse katseks alati ainult head isolaatorid - merevaik, eboniit, klaas, siid. Küsimus – miks? Selgitame: isolaatorites, kust laeng tekkis, jääb see sinna püsima ega pääse läbi kogu keha pinna teistele sellega kokkupuutuvatele kehadele. Kui mõlemad hõõrdkehad on isoleeritud käepidemetega metallist, siis katse ebaõnnestub, kuna neid on võimatu kogu pinna ulatuses üksteisest korraga eraldada.
Kehade pinna kareduse tõttu eraldumise hetkel peavad alles jääma mingid viimased kokkupuutepunktid, mille kaudu väljuvad viimasel hetkel liigsed elektronid ning mõlemad metallid saavad laenguta.
Kaaluge elektrifitseerimist kontakti teel. Kui me kastame parafiinipalli destilleeritud vette ja võtame selle seejärel välja, laetakse nii parafiin kui ka vesi.
Miks siis toimus vee ja parafiini elektrifitseerimine ilma hõõrdumiseta? Täpsustame: selgub, et hõõrdumisel elektriseerimisel kokkupuutepind ainult suureneb ja hõõrdkehade aatomite vaheline kaugus väheneb. Vee ja parafiiniga tehtud katses ei saa karedus takistada nende aatomite lähenemist.
Seega võime öelda, et hõõrdumine ei ole kehade elektrifitseerimise eeltingimus. Mis on nendel juhtudel elektrifitseerimise põhjus?
§ 3 Elektrofoormasina tööpõhimõte
Elektrofoormasina töö põhineb keha elektrifitseerimisel mõjutamise kaudu. Elektrifitseeritud keha suhtleb mis tahes elektriliselt neutraaljuhiga.
Kui sellised kehad lähenevad üksteisele, toimub laetud keha elektrivälja toimel teises kehas laengute ümberjaotumine. Laengud, mis on laetud kehale vastasmärgiga, asuvad laetud kehale lähemal. Laetud kehast kaugemal juhis (hülsis või silindris) asuvad laetud kehaga samanimelised laengud.
Kaugus silindris olevate positiivsete ja negatiivsete laenguteni kuulist on erinev, seetõttu domineerivad tõmbejõud, silinder kaldub elektrifitseeritud keha poole. Juhul, kui käsi puudutab laetud kuulist keha kaugemat külge, hüppab keha laetud kuuli juurde. Vähendades tõukejõude, hüppavad elektronid käele.
§ 4 Tunni kokkuvõte
Elektrifitseerimine on nähtus, mille käigus kehad omandavad omadused, mis tõmbavad ligi teisi kehasid.
Elektrifitseerimine võib toimuda järgmistel viisidel:
kontakt;
mõju kaudu;
kokkupõrke korral;
hõõrdumine.
Ained on kas elektropositiivsed või elektronegatiivsed.
Milliseid laenguid saavad vastastikku toimivad kehad, on võimalik ennustada, kui on teada ainete kuuluvus.
Hõõrdumine suurendab ainult kokkupuuteala.
Ained on juhid ja dielektrikud.
Isolaatorid koguvad laenguid kokkupuutepunktides (kus need tekivad).
Juhtides olevad laengud jaotuvad kogu helitugevuse ulatuses ühtlaselt.
Kasutatud kirjanduse loetelu:
Kasutatud pildid:
Juba iidsetel aegadel teati, et kui merevaiku villale hõõruda, hakkab see kergeid esemeid enda poole tõmbama. Hiljem avastati sama omadus ka teistel ainetel (klaas, eboniit jne). Seda nähtust nimetatakse elektrifitseerimine, ja kehad, mis suudavad pärast hõõrumist muid esemeid enda poole meelitada, elektriseeritakse. Elektrifitseerimise fenomeni selgitati elektrifitseeritud keha poolt omandatavate laengute olemasolu hüpoteesi alusel.
Lihtsad katsed erinevate kehade elektrifitseerimisel illustreerivad järgmisi punkte.
Elektrifitseerimise olek saab üle kanda ühelt kehalt teisele, mis on seotud elektrilaengu ülekandega. Sel juhul saab kehale üle kanduda suurem või väiksem laeng, st laengul on väärtus. Hõõrdumisel elektrifitseerides saavad mõlemad kehad laengu, millest üks on $-$ positiivne ja teine $-$ negatiivne. Tuleb rõhutada, et hõõrdumisel elektrifitseeritud kehade laengute absoluutväärtused on võrdsed, mida kinnitavad arvukad katsed.
Selgitada, miks kehad hõõrdumisel elektriseeritakse (st laetakse), sai võimalikuks pärast elektroni avastamist ja aatomi struktuuri uurimist. Nagu teate, koosnevad kõik ained aatomitest, mis omakorda koosnevad negatiivselt laetud elektronide elementaarosakestest $-$, positiivselt laetud prootonitest ja $-$ neutronite neutraalsetest osakestest. Elektronid ja prootonid on elementaarsete (minimaalsete) elektrilaengute kandjad. Prootonid ja neutronid (nukleonid) moodustavad aatomi positiivselt laetud tuuma, mille ümber tiirlevad negatiivselt laetud elektronid, mille arv võrdub prootonite arvuga, nii et aatom tervikuna on elektriliselt neutraalne. Tavatingimustes on aatomitest (või molekulidest) koosnevad kehad elektriliselt neutraalsed. Hõõrdumise käigus võivad aga osa aatomitest lahkunud elektrone liikuda ühest kehast teise. Elektronide liikumine ei ületa sel juhul aatomitevahelisi kaugusi. Kuid kui kehad pärast hõõrdumist eraldatakse, osutuvad need laetuks: keha, mis loobus osa elektronidest, on positiivselt laetud ja keha, mis omandas need $-$ negatiivselt.
Seega on kehad elektrifitseeritud, see tähendab, et nad saavad elektronide kaotamisel või omandamisel elektrilaengu. Mõnel juhul on elektrifitseerimine tingitud ioonide liikumisest. Uusi elektrilaenguid sel juhul ei teki. Elektriseerivate kehade vahel on ainult saadaolevate laengute jaotus: osa negatiivsetest laengutest liigub ühest kehast teise.
8. klassi füüsikatunni sisukokkuvõte.
Teema: “Kehade elektrifitseerimine. Kahte tüüpi laenguid.
Tunni tüüp: õppetund.
Tunni eesmärk: kujundada koolinoorte seas elektrifitseerimise kontseptsioon; näidata kahte tüüpi laengute olemasolu ja selgitada nende koostoimet; sõnastada meetmed elektrifitseerimise vältimiseks juuksuritöö tegemisel.
Õppeülesanded:
Arendusülesanded:
Õppeülesanded:
Varustus: eboniit ja klaaspulk, karusnahk, siid, statiiv, ploomid, paberitükid, polüetüleen, paber, kumm, kammid, puuvill, vill, nailon, pleksiklaasist joonlauad.
Tunniplaan
1. Õpetaja sissejuhatav kõne
Poisid, me teame, et füüsika on füüsikaliste nähtuste uurimine, mille hulka kuuluvad:
Mehaaniline
Soojus
Elektriline
Magnetiline
valgus
Heli.
Seitsmendas klassis hakkasime tutvuma mehaaniliste nähtustega, peaaegu 2. veerand pühendasime soojusnähtuste uurimisele ja nüüd jõuame elektrinähtuste uurimiseni. Mida me õppima hakkame? Sellele küsimusele vastate ise. Valige pakutud füüsikaliste nähtuste hulgast elektriline.
Tahvlile postitan nähtused:
Lume sulamine
Välk
Vikerkaar
Elekter
Vihma
Sõiduki liikumine.
Täitke diagramm näidetega:
elektrilised nähtused
Täiendame diagrammi näitega elektrinähtusest, millega kohtate juuksuri ametiülesannete täitmisel. See on elektrifitseerimine. Kas see nähtus on teie tegevuses kasulik või kahjulik? Täna peame välja töötama meetmed, et vältida elektrifitseerimist juuksuritööde tegemisel. Kuid selleks peame elektrifitseerimise fenomeniga põhjalikult tutvuma. Seetõttu on meie tunni teema: “Kehade elektrifitseerimine. Kahte tüüpi tasusid. Kirjutage tunni teema vihikusse.
Igaüks teist peaks tunni lõpuks õppima selgitama, mis on elektrilaeng ja elektrisatsioon, kuidas laetud kehad üksteisega suhtlevad ning see aitab teil välja töötada meetmed elektrifitseerimise vältimiseks ja vähendamiseks juuksuritöö tegemisel.
2. Uue materjali õppimine
Kirjutame tunniplaani:
2) elektriseerimise mõiste
3) elektriseerimise viisid
7) meetmed elektrifitseerimise vältimiseks ja vähendamiseks juuksuritöö tegemisel.
Vana-Kreekas 6. sajandil eKr elas Mileetose filosoof Thales kaunis Miletose linnas. Ja siis ühel õhtultema armastatud tütar läheneb talle. Selgitage, miks mu niidid lähevad sassi, kui töötan merevaiguvärvliga, tolm ja õled jäävad lõnga külge. See on väga ebamugav. Thales võtab spindli, hõõrub seda ja näeb väikseid sädemeid. Sellest hetkest algab mõiste "elekter" arengulugu. Algselt omistati väikeste esemete ligitõmbamise võimet ainult merevaigule (okaspuude kivistunud vaik). Mille nimest tuli sõna elekter, sest kreeka. elektron-merevaigukollane. (kirjutamine tahvlile).
Inglise arst ja loodusteadlane William Gilbert selgitas 16. sajandi lõpus ja 17. sajandi alguses välja, et hõõrdumise käigus võivad elektristuda paljud ained: teemant, safiir, vaha, ning et need tõmbavad ligi mitte ainult õlgi, vaid ka metalle, puitu, lehed, veerised, mullaklombid ning isegi vesi ja õli.
Kontrollime, kas erinevaid kehasid saab tõesti elektrifitseerida. Võtke kammid kätesse ja hõõruge neid juustele. Pärast seda viige paberitükkide juurde. Vaatleme elektrifitseerimise fenomeni. Võtke laual lebav joonlaud, hõõruge see paberile, viige see väikeste lehtedeni. Vaatleme elektrifitseerimise fenomeni. Puhuge oma laual lebavad pallid täis, hõõruge need polüetüleenile, viige need uusaastale.
Demod. Karusnahale hõõrutud eboniidist pulk meelitab sultani lehti. Siidile hõõrutud klaaspulk meelitab paberitükke.
Karusnaha küljes kantav eboniitpulk tõmbab ligi veejoa. (õpiku joonise järgi lk. 58 joon. 28)
Teeme järeldused kõigist nendest katsetest. (Kirjutage märkmikusse)
1. Elektrifitseerida saab mitte ainult merevaigu, vaid ka muid aineid.
2. Elektrifitseerimine - nähtused, mille käigus kehad omandavad omadusi teisi kehasid ligi tõmmata.
3. Elektriseerimises osalevad kaks keha.
Jätkame.
Demonstratsioon. Elektrifitseerime karusnahale eboniidipulga. Toome selle paberitükkide juurde. Lehed tõmbavad ligi. Toome karusnaha. Lehed tõmbavad ligi.
Võtke joonlaud ja hõõruge selle kummi. Tooge joonlaud lehtede juurde. Tooge kumm lehtedele.
Teeme veel ühe järelduse. (Kirjutage märkmikusse)
4. Mõlemad kehad on elektrifitseeritud.
Niisiis, me juba teame, mis on elektrifitseerimine. Õpime tundma tema viise.
Täiendame diagrammi.
Elektriseerimise meetodid
Hõõrdekontakti mõju
Varasemate katsete läbiviimisel oleme teiega juba kohtunud ühe meetodiga. Nimetagem seda. (Hõõrdumine)
Demonstratsioon. Hõõrume eboniitpulga karusnahale ja toome sultani juurde. Ta on elektrifitseeritud. Kontrollime paberite esitamisega.
Sel juhul me sultani elektrifitseerimiseks enam hõõrdumist ei teinud, vaid puudutasime seda. See elektrifitseerimise meetod on kontakt.
Proovige ise. Võtke joonlaud ja hõõruge see vastu karva. Puudutage sultanit. Tooge sultan paberitükkide juurde.
Demonstratsioon. Lööge polüetüleeni mitu korda joonlauaga. Toome joonlaua paberitükkide juurde. Neid tõmbab. Näidatud elektrifitseerimine löögi teel.
Seega saab keha elektristada hõõrdumise, löögi, kontakti tõttu.
Jätkame.
Hõõruge statiivile riputatud plastkilet õrnalt paberitükiga. Elektrifitseerige paber- ja plastribad. Selleks pane paberiribale polüetüleenriba ja silu. Eraldage need ja viige need üksteise juurde. Kuidas nad omavahel suhtlevad?
Too vaheldumisi paberi- ja polüetüleenribad statiivil riba külge. Jälgige nende suhtlust.
Demonstratsioon. Elektrifitseerime eboniitpulga kummil ja viime selle polüetüleenribale. Kuidas nad omavahel suhtlevad? Elektrifitseerime karusnahale eboniidipulga. Viime selle ribale. Kuidas nad omavahel suhtlevad?
Seega võivad elektrifitseeritud kehad kas meelitada või tõrjuda. Mis võib selle interaktsiooni erinevuse põhjustada?
Läbiviidud katsete põhjal võib järeldada, et iga keha sisaldab kahte tüüpi elektrilaenguid. Kui keha laengud on võrdsed, siis kehal ei ole elektrilisi omadusi. Need omadused ilmnevad ainult elektrifitseerimise ajal, mis põhjustab kehas elektrilaengute tasakaalustamatust.
Laengutüüpide mõiste võttis 1747. aastal kasutusele Ameerika teadlane Benjamin Franklin. Villal ja karusnahal elektrifitseerimisest tekkinud eboniitpulk omandab negatiivse laengu. Siidiga hõõrutud klaaspulgale tekkinud laengut nimetas Franklin positiivseks. Kuid Franklini ajal oli ainult looduslik siid ja looduslik karusnahk. Tänapäeval on mõnikord raske eristada looduslikku siidi ja karusnahka tehislikust. Isegi eri klassi paberid elektriseerivad eboniiti erineval viisil. Eboniit saab negatiivse laengu kokkupuutel villa (karusnaha) ja nailoniga, positiivse laengu aga kokkupuutel polüetüleeniga.
Kahte tüüpi laenguid
Negatiivne Positiivne
(eboniit karusnahal) (klaas siidil)
Oleme juba õppinud, et on kahte tüüpi laenguid, positiivseid ja negatiivseid. Uurime, kuidas nad omavahel suhtlevad.
Demonstratsioon. Elektrifitseerime karusnahale eboniidipulga. Saame negatiivse laengu, teatage sellest sultanile. Laadime klaaspulga siidile ja viime sultanitele. Sultani tõmbab võlukepp. Elektriseerime eboniitpulga karusnahale, toome sultani juurde. Sultani lehed tõukavad maha.
Teeme järelduse ja kirjutame vihikusse:
Sama märgiga laengud tõrjuvad
Vastandmärgiga laengud tõmbavad ligi.
3. Esmane juhtimine:
Nüüd kontrollime, mida olete laetud kehade vastastikmõjust õppinud.
Vastake kaartidel olevatele küsimustele.
Millised joonisel kujutatud paberisilindrid on laetud ja millised mitte? (Joon.1)
Millised balloonid on laetud sama märgiga? (Joon.1)
Millised balloonid on laetud erinevate märkidega? (Joon.1)
Leidke viga (joonis 2)
Määrake laengu märk märgita kuulil (joonis 3).
Nüüd vaatame, kuidas sa õppisid, mis on elektrifitseerimine.
Vasta testi küsimustele.
Test.
a) soojendab
b) jahuta maha
c) on liikumises
2 . Elektrilaengud on...
A) positiivne.
B) negatiivne.
d) erinev.
3. Kui elektrifitseeritud keha tõrjutakse
a) positiivselt;
c) negatiivne
d) laadimata.
a) küte
b) hõõrdumine
c) venitamine
d) kontakt
d) lööma.
Esiteks töötavad nad testiga iseseisvalt ja seejärel kontrollime kõike koos.
4. Kinnitamine
Me juba teame, mis on elektrifitseerimine, millised on selle meetodid. Saime teada, millised laengud eksisteerivad ja kuidas need omavahel suhtlevad. Nimetagem nüüd juuste elektrifitseerimise põhjused juuksuritöö ajal.
Kirjutame vihikusse.
- hõõrudes juukseid riietele
Juuste hõõrumine vastu kammi
Juuste kuivatamine fööniga
Ebapiisav õhuniiskus.
Teades juuste elektriseerumise põhjuseid, proovime nimetada meetmeid selle vältimiseks. Esiteks proovime eksperimentaalselt kindlaks teha, milliseid riideid valida, et vähendada juuste elektriseerumist.
Võtke vill pihku ja hõõruge seda vastu juukseid. Seejärel viige karusnahk juustesse. Pöörake tähelepanu jõule, millega juuksed karva külge tõmbavad.
Võtke vatt pihku ja hõõruge sellega juukseid. Seejärel viige vatt juustele. Pöörake tähelepanu jõule, millega juuksed vati külge tõmbavad.
Võtke siid pihku ja hõõruge sellega juukseid. Seejärel viige vatt juustele. Pöörake tähelepanu jõule, millega juuksed siidi külge tõmbavad.
Tehke järeldus, milline materjal vähendab juuste elektriseerumist.
Märgime vihikusse esimese meetme juuste elektriseerumise vältimiseks.
Vali riided puuvillast, linasest.
Võtke plastikust kamm oma kätesse ja hõõruge seda vastu juukseid, seejärel viige see juustesse. Kuna elektriseerimisel laetakse üks keha positiivselt ja teine negatiivselt, siis kui kannad kammi juustele, tõmbavad need enda poole. Tehke sama ka puidust kammiga.
Tehke järeldus, milliseid kamme on kõige parem kasutada.
Kirjutage märkmikusse.
Kasutage puidust valmistatud kammi.
Kuidas vähendada elektrifitseerimist fööniga kuivatamisel?
Kasutage konditsioneere.
Mida on vaja õhuga tehatööruum?
Niisutage õhku.
Tegime täna klassis oma kodutööd. Meetmed, mille oleme täna välja töötanud, aitavad teid teie kutsetegevuses.
5. Kodutööde salvestamine ja märkimine
Koostada aruanne elektrifitseerimise kasutamise kohta igapäevaelus ja tööstuses.
Lisa 1
elektrifitseeritud keha | Pleksiklaasist | Kummist | Polüetüleenist | Oh paber | Oh kapron |
pleksiklaasist | |||||
Kumm | |||||
Polüetüleen | |||||
Paber | |||||
Kapron |
elektrifitseeritud keha | Pleksiklaasist | Kummist | Polüetüleenist | Oh paber | Oh kapron |
pleksiklaasist | |||||
Kumm | |||||
Polüetüleen | |||||
Paber | |||||
Kapron |
elektrifitseeritud keha | Pleksiklaasist | Kummist | Polüetüleenist | Oh paber | Oh kapron |
pleksiklaasist | |||||
Kumm | |||||
Polüetüleen | |||||
Paber | |||||
Kapron |
elektrifitseeritud keha | Pleksiklaasist | Kummist | Polüetüleenist | Oh paber | Oh kapron |
pleksiklaasist | |||||
Kumm | |||||
Polüetüleen | |||||
Paber | |||||
Kapron |
TUNNIPLAAN
1) sõna "elekter" päritolu
2) elektriseerimise mõiste
3) elektriseerimise viisid
4) elektrilaengu liigid
5) laetud kehade vastastikmõju
6) juuksuritöö ajal elektriseerumise põhjused
Test.
a) soojendab
b) jahuta maha
c) on liikumises
d) meelitab enda poole teisi kehasid
A) positiivne.
B) negatiivne.
c) positiivne ja negatiivne
d) erinev.
Karusnaha peal kantavast eboniitpulgast laetakse see:
a) positiivselt;
c) negatiivne
d) laadimata.
4. Keha saab elektrifitseerida ...
a) küte
b) hõõrdumine
c) venitamine
d) kontakt
d) lööma.
Test.
a) soojendab
b) jahuta maha
c) on liikumises
d) meelitab enda poole teisi kehasid
2. Elektrilaengud on...
A) positiivne.
B) negatiivne.
c) positiivne ja negatiivne
d) erinev.
3. Kui elektrifitseeritud keha tõrjutakse
Karusnaha peal kantavast eboniitpulgast laetakse see:
a) positiivselt;
c) negatiivne
d) laadimata.
4. Keha saab elektrifitseerida ...
a) küte
b) hõõrdumine
c) venitamine
d) kontakt
d) lööma.
TUNNIPLAAN
1) sõna "elekter" päritolu
2) elektriseerimise mõiste
3) elektriseerimise viisid
4) elektrilaengu liigid
5) laetud kehade vastastikmõju
6) juuksuritöö ajal elektriseerumise põhjused
7) juuksuritööde tegemisel elektrifitseerimise vältimise ja vähendamise abinõud
TUNNIPLAAN
1) sõna "elekter" päritolu
2) elektriseerimise mõiste
3) elektriseerimise viisid
4) elektrilaengu liigid
5) laetud kehade vastastikmõju
6) juuksuritöö ajal elektriseerumise põhjused
7) juuksuritööde tegemisel elektrifitseerimise vältimise ja vähendamise abinõud
VAATA DISTSIPLIINIEKSMI KÜSIMUSED ÜLE
_____________________FÜÜSIKA_________________________
Elektrifitseerimine tel. Kehade elektrifitseerimise meetodid. Coulombi seadus. Söötme dielektriline läbitavus.
Keha elektrifitseerimine tähendab laadimist.
Võimalused:
Hõõrde- (puute)kehad on laetud sama nimega.
Mõju – lae erinevalt
Kiiritus: ultraviolettkiirgus, röntgenikiirgus jne.
Kahe punktlaengu vastastikmõju jõud on võrdeline nende laengute suuruste korrutisega, pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga, sõltub keskkonnast, on suunatud piki neid laenguid ühendavat sirgjoont
ε=F_0/F_av
Mitu korda on kahe punktlaengu vastasmõju vaakumis suurem nende vastasmõjust keskkonnas.
ε=ε_av/ε_0
Elektriväli kui aine eriliik. Elektrivälja graafiline esitus. Elektrivälja tugevus. Homogeenne väli.
Elektriväli on eriline aine, mille kaudu staatilised laengud interakteeruvad.
Omadused:
Loodud tasuga
Tegutsege tasuliselt
tasuga seotud
Tuvastage ühe positiivse testi laenguga
See on piiritu
Levib igas keskkonnas
Esindatud jõujoontega
E=F/q
Elektrivälja tugevus antud punktis on arvuliselt võrdne F-ga, mis toimib ühikulisele positiivsele katselaengule, mis on asetatud elektrivälja antud punkti.
SI:
[E]=N/KL
Ühtlane elektriväli on väli, mille intensiivsus on igas punktis sama.
Elektrivälja töö laengu liigutamisel. Potentsiaalne laenguenergia. potentsiaal. Potentsiaalide erinevus ja pinge. Väljatugevuse ja pinge seos.
φ=А_(1→∞)/q
Elektrivälja potentsiaal punktis on arvuliselt võrdne A-ga, mille elektriväli tekitab ühest punktist lõpmatusse liikudes üle ühikulise positiivse testlaengu.
φ=Е_р/q
SI:
[φ] = J/Cl = V
Pinge on elektrivälja kahe punktlaengu potentsiaalide erinevus.
U=A_(1→2)/q
Elektrivälja potentsiaal punktis on arvuliselt võrdne A-ga, mille elektriväli tekitab ühikulise positiivse testlaengu kohal, liikudes antud punktist teise.
A=E*q*l
A=U*q
U*q=E*q*l
U=E*l
Juht elektriväljas. potentsiaaliühtlustuspind. Dielektrik elektriväljas. Dielektriline polarisatsioon. Elektrostaatiline kaitse.
Elektrifitseeritud juhi pinnal on laengud. Elektrifitseeritud juht hävitab E_ext (ϵ_(el.p) juhi sees on võrdne nulliga).
Potentsiaalpind on võrdse potentsiaaliga pind.
Dielektriline polarisatsioon on dipooli pöörlemine elektriväljas.
Elektrostaatiline kaitse - elektrivälja suhtes tundlike seadmete paigutamine suletud juhtivasse ümbrisesse välise elektrivälja eest varjestamiseks.
Juhi elektriline võimsus. Kondensaatorid. Kondensaatorite tüübid ja ühendus. Laetud kondensaatori elektrivälja energia.
Juhi mahtuvus on juhi võime koguda oma pinnale laenguid.
С= q/φ
Juhi elektriline mahtuvus on arvuliselt võrdne q-ga, mis tuleb asetada juhile nii, et φ=1V.
SI-s:
[C]=CL/V=F
Välised süsteemiüksused:
1pF=1*〖10〗^(-12)F
1nF=1*〖10〗^(-9)F
1uF=1*〖10〗^(-6)F
Kondensaator - kahe dielektrikuga eraldatud juhi süsteem
Kondensaatorite tüübid:
Õhk
Paber
Elektrolüütiline
Sluidny
Keraamilised
Nad järgivad üksteist. Sõlmepunktide olemasolu.
W_el=(q*U)/2
W_el=(C*V^2)/2
Elektrivool ja selle olemasolu seisund. Tugevus ja voolutihedus. Nende mõõtühikud. Voolutugevuse sõltuvus elektroonilisest vaatepunktist. Ohmi seadus vooluringi sektsiooni jaoks.
Laetud osakeste elektrivoolu suunatud (korrastatud) liikumine.
Olemasolu tingimused:
-vabade elektrilaengute olemasolu keskkonnas
- elektrivälja tekitamine keskkonda.
Voolutugevus on väärtus, mis näitab, kui palju laengut läbis juhi ristlõike 1 sekundi jooksul.
I=q/t
Si: [I] = C/s = A
Välised süsteemiüksused:
1uA=1*〖10〗^(-6)A
1mA=1*〖10〗^(-3) A
1kA=1*〖10〗^3 A
Voolutihedus näitab laengute arvu juhi ristlõike pindalaühiku kohta.
j = I/S
SI: [j] = A/m^2
Välised süsteemiüksused:
1A/〖mm〗^2 =1*〖10〗^(6 A/m^2)
1A/〖cm〗^2 =1*〖10〗^4 A/m^2
1A/〖dc〗^2 =1*〖10〗^2 A/m^2
Teeme kindlaks, millest sõltub voolu tugevus juhis elektroonilisest vaatenurgast
I=n_0*S*e*v
n_0-tüüpi juht
S - õhuke või paks
e-tüüpi juht (televiisor, vedelik, gaas).
Ohmi seadus:
I=U/R
Voolutugevus vooluahela sektsioonis on otseselt võrdeline pingega selle sektsiooni otstes, pöördvõrdeline vooluringi selle lõigu takistusega.
C:
[R] = V/A = oomi
Välised süsteemiüksused:
1kΩ=1*〖10〗^3Ω
1mΩ = 1*〖10〗^6Ω
Suletud elektriahel. Keti välised ja sisemised sektsioonid. Elektrienergia allika elektromotoorjõud. Ohmi seadus terve vooluringi jaoks, millel on üks E.D.S.
Suletud vooluring-tarbija+allikas
Ahela välimine osa on elektritarbija
Ahela sisemine osa on elektrienergia allikas
ε=A_st/q
Allika EMF on arvuliselt võrdne A-ga, mida teostavad välised jõud, kui ühiklaeng liigub allika sees.
Ohmi seadus suletud ahela jaoks
I=ε/(R+r)
Voolutugevus kogu vooluringis on otseselt võrdeline allika EMF-iga ja pöördvõrdeline vooluringi välise ja sisemise sektsiooni summaga.
juhi takistus. Takistuse sõltuvus juhtme liigist, suurusest ja temperatuurist. Ülijuhtivus. Juhtide eritakistus ja mõõtühikud.
1/(n_0+e+u)=p-juhi eritakistus
R=ρ*l/S
[p]=Oom*m
Ülijuhtivus on takistuse järsk langus absoluutse nulli lähedal nullile.
Tarbijate ja elektrienergia allikate jada- ja paralleelühendus.
Tarbijaühendus
Sariparalleel
I_total=I_1=I_2=I_3 I_total=I_1+I_2
U_kokku=U_1+U_2+U_3 U_kokku=U_1+U_2
R_kokku=R_1+R_2+R_3 1/R_kokku=1/R_1 +1/R_2
R_gen=(R_1*R_2)/(R_1+R_2)
Märk: üksteise järel Märk: sõlmepunktid
Allikate linkimine
Sariparalleel
ε_b=ε_1+ε_2+ε_3=ε_1*nε_b=ε_1=ε_2=ε_3
r_b=r_1+r_2+r_3=r_1*n 1/r_b=1/r_1 +1/r_2 +1/r_3
I_b=(ε_1*n)/(R+r_1*n) I_b=ε_1/(R+r_1/m)
Elektrivoolu töö ja võimsus. Nende mõõtühikud. Voolu termiline mõju. Joule-Lenzi seadus. Lühis.
A_(elektrivool)=U*I*t=P*t
A_ (elektrooniline vool) sõltub voolu tugevusest, ajast ja ei sõltu sellest, milliseks energiaks see muutub
Üksus mõõdud:
[A]=V*A*sek=J=W*sek
Välised süsteemiüksused:
1Wh = 3,6*〖10〗^3J
1 kWh = 3,6*〖10〗^6J
1mWh=3,6*〖10〗^9J
Võimsus on füüsikaline suurus, mis näitab ajaühikus tehtud töö ühikut.
P=U*I
SI:
[P] = W
Välised süsteemiüksused:
1kW=1*〖10〗^3W
1mW=1*〖10〗^6W
Joule Lenzi seadus
Q=I^2*R*t
Juhtides eralduv soojushulk on otseselt võrdeline voolutugevuse, takistuse ja voolu läbimiseks kuluva ajaga.
I_kz=ε/r
Termoemissioon. Välju töölt. Kontaktpotentsiaali erinevus. Termopaar ja selle rakendus. termoelektromootorjõud.
Laengu vabanemist juhist kõrge temperatuuri toimel nimetatakse emissiooniks.
A_out=e*∆φ
e=1,6*〖10〗^(-19)
Üksus mõõtmised: [A_out]=Cl*V=J
Süsteemivälised seadmed: 1eV=e*1V=1,6*〖10〗^(-19)J
∆φ-kontakti potentsiaalide erinevus tekib:
Erineva tööfunktsiooniga
Erinevate koguste e
Termopaar on seade, mis koosneb kahest homogeensest metallist, mille otsad on joodetud.
Rakendus:
1. Toiteallikas
2. Generaator "Kummel"
3. Termomeeter
1. Kui t_a=t_0, siis ∆φ_1=∆φ_2, I=0
2. t_a>t_b, siis ∆φ_1>∆φ_2, I≠0
Termo-EMF tekib termopaaris, kui ühte ühenduskohta kuumutatakse.
elektrolüütiline dissotsiatsioon. Elektrolüüs ja selle rakendamine. Faraday seadused. Elektrolüüsi rakendamine.
Elektrolüütiline dissotsiatsioon on soolade, hapete ja leeliste lahus.
Elektrolüüs on aine eraldamise protsess katoodil elektrivoolu läbimise ajal läbi elektrolüüdi.
Rakendus:
Rafineeritud metallide saamiseks
Galvaneerimine on ühe metalli katmine teisega
Galvanoplastika on erinevate bareljeefide jäljendite valmistamine.
Faraday seadused:
m=k*I*t
Katoodil vabaneva aine mass on otseselt võrdeline ajaühikus elektrolüüdi läbinud elektrienergia kogusega.
M/N_A*q_1=k
k on elektrokeemiline ekvivalent.
Füüsiline tähendus:
k=m/q
Elektrokeemiline ekvivalent on arvuliselt võrdne aine m-ga, mis vabanes katoodil pärast q_ed ^ + läbimist elektrolüüdist.
SI: [k] = kg/Cl
k = 1/F*x; k=e*N_A-Faraday arv
k~x
Faraday arv näitab 1 moolis aines sisalduva ühevalentse iooni laengut.
F=9,7*〖10〗^4 kg/mol
Elektrivool gaasides atmosfäärirõhul. Auastmete tüübid. Plasma mõiste. Elektrivool haruldastes gaasides. Katoodkiirte mõiste. Elektrivool vaakumis. Kahe-, kolmeelektroodiline lamp. Katoodkiiretoru.
Gaas P_atm juures = dielektrik
Tühjendustüübid:
Tühjendustüübid:
Mitte iseseisev
Uh. 0,1; 1.2 konto. 2.3
Ionisaatori olemasolu (vaikne) kõrge U olemasolu
Heli, valgus
Plasma on aine olekus, kus see on üldiselt elektriliselt neutraalne, kuid sisaldab võrdsel arvul vabu positiivseid ja negatiivseid laenguid.
See võib olla külm (kuni 〖1000〗^° C-tulekahju) ja kuum (üle 1 〖miljoni〗^° C-päike)
Juhtide, pooljuhtide ja dielektrikute võrdlusomadused. Pooljuhtide sisemine ja lisandite juhtivus.
Elektroonilise augu üleminek. pooljuhtdiood. P - H - ülemineku otsene ja vastupidine kaasamine.
Magnetväli. Magnetiline induktsioon. Paralleelvoolude vastastikmõju. Söötme magnetiline läbilaskvus. Alalis- ja ringvoolude magnetväljad ja solenoid. Ampere võimsus. Vasaku käe reegel.
magnetvoog. Magnetvälja tugevus. Magnetvälja toime liikuvale laengule. Lorentzi jõud. Plasma kontseptsioon, selle rakendamise väljavaated.
Paramagnetilised, diamagnetilised, ferromagnetilised ained. Ferromagneti algmagnetiseerimise kõver. Curie punkt.
Elektromagnetiline induktsioon. Elektromagnetilise induktsiooni seadus. Flux linkage.Induktsiooniga emf tekkimine, kui juht liigub magnetväljas.
Induktsioonivoolu suund. Lenzi reegel. Pöörisvoolud, nende kasutamine ja meetmed nende vastu võitlemiseks.
Eneseinduktsiooni nähtused. juhi induktiivsus. Tingimused, millest sõltub juhi induktiivsus. Induktiivsuse mõõtühik.
Tingimused võnkumiste tekkeks. Võnkuva liikumise parameetrid. Loomulikud ja sunnitud võnkumised. Harmooniline võnkumine, selle võrrand ja graafik.
Vibratsiooni levik elastses keskkonnas. Rist- ja pikisuunalised lained. Lainepikkus. mehaaniline resonants.
Maailma olemus. Valguse laine- ja kvantteooriad. Valguse levimise kiirus vaakumis, erinevates keskkondades. Valguse kiiruse määramine Michelsoni meetodil. Huygensi põhimõte.
LÄBIVAATAMISE EESMÄRGID
§ 9 nr 14,18,20,21,24.
§10 nr 15,20,30,41,43,48.
§ 11 nr 8,24,27,35,38.
§ 12 nr 10,31,35,52,67,75,82,101,112,129,131,136.
§ 13 nr 11,24,28,37,62,64.
§ 14 nr 13,15,17,31,41,42.
§ 17 nr 18,32,33,34.
Tänase tunni raames tutvume sellise füüsikalise suurusega nagu laeng, vaatame näiteid laengute ülekandumisest ühelt kehalt teisele, tutvume laengute jagunemisega kahte tüüpi ja laetud kehade vastastikmõjuga.
Teema: Elektromagnetilised nähtused
Õppetund: Kehade elektrifitseerimine kokkupuutel. Laetud kehade vastastikmõju. Kahte tüüpi tasusid
See õppetund on sissejuhatus uude rubriiki "Elektromagnetilised nähtused" ja selles käsitleme sellega seotud põhimõisteid: laeng, selle tüübid, elektrisatsioon ja laetud kehade vastastikmõju.
"Elektri" kontseptsiooni ajalugu
Kõigepealt peaksime alustama sellise asja nagu elekter arutelust. Kaasaegses maailmas puutume sellega pidevalt kokku majapidamises ega kujuta enam ettegi oma elu ilma arvuti, teleri, külmkapi, elektrivalgustuse jms. Kõik need seadmed töötavad meile teadaolevalt tänu elektrivoolule ja ruumilisele helile meid igal pool. Isegi täielikult elektrist mittesõltuvad tehnoloogiad, nagu näiteks auto sisepõlemismootor, hakkavad vaikselt ajalukku hääbuma ja elektrimootorid võtavad aktiivselt oma koha sisse. Kust siis tuli sõna "elektriline"?
Sõna "elektriline" tuleb kreekakeelsest sõnast "electron", mis tähendab "merevaigust" (fossiilne vaik, joon. 1). Kuigi kohe tuleks muidugi sätestada, et kõikide elektrinähtuste ja merevaigu vahel pole otsest seost ja kust selline seos antiikteadlaste seast tuli, saame aru veidi hiljem.
Esimesed elektrinähtuste vaatlused pärinevad 5.–6. sajandist eKr. e. Arvatakse, et Thales Mileetosest (Mileetose vanakreeka filosoof ja matemaatik, joon. 2) jälgis esmakordselt kehade elektrilist vastasmõju. Ta viis läbi järgmise katse: ta hõõrus merevaiku karusnahaga, seejärel viis selle väikeste kehade (tolmuosakesed, laastud või suled) lähedale ja täheldas, et merevaik hakkas neid kehasid tollal seletamatul põhjusel tõmbama. Thales polnud ainus teadlane, kes hiljem aktiivselt merevaiguga elektrilisi katseid läbi viis, mille tulemusel tekkis sõna "elektron" ja mõiste "elekter".
Riis. 2. Mileetose Thales ()
Simuleerime sarnaseid katseid kehade elektrilise vastasmõjuga, selleks võtame peeneks hakitud paberi, klaaspulga ja paberilehe. Kui hõõrute klaaspulka paberilehele ja viite selle seejärel peeneks lõigatud paberitükkide juurde, näete, kuidas väikesed tükid klaasvarda külge meelitavad (joonis 3).
Huvitav fakt on see, et esimest korda selgitati sellist protsessi täielikult alles 16. sajandil. Siis sai teatavaks, et elektrit on kahte tüüpi ja need suhtlevad üksteisega. Elektrilise interaktsiooni mõiste ilmus 18. sajandi keskel ja on seotud Ameerika teadlase Benjamin Franklini nimega (joon. 4). Just tema tutvustas esmakordselt elektrilaengu mõistet.
Riis. 4. Benjamin Franklin ()
Definitsioon.Elektrilaeng- füüsikaline suurus, mis iseloomustab laetud kehade vastastikmõju suurust.
See, mida meil oli võimalus jälgida paberitükkide elektrifitseeritud pulga külge tõmbamise katses, tõestab elektriliste vastasmõjujõudude olemasolu ja nende jõudude suurust iseloomustab selline mõiste nagu laeng. Seda, et elektrilise vastastikmõju jõud võivad olla erinevad, on lihtne katseliselt kontrollida, näiteks sama pulka erineva intensiivsusega hõõrudes.
Järgmise katse läbiviimiseks vajame sama klaaspulka, paberilehte ja raudvardale kinnitatud pabersamba (joonis 5). Kui hõõrute pulka paberilehega ja puudutate seda seejärel raudvarda külge, on sultani paberiribade üksteisest eemale tõrjumise nähtus märgatav ja kui kordate hõõrumist ja puudutamist mitu korda, Näete, et efekt paraneb. Vaadeldud nähtust nimetatakse elektrifitseerimiseks.
Riis. 5. Paberi sultan ()
Definitsioon.Elektrifitseerimine- elektrilaengute eraldumine kahe või enama keha tiheda kokkupuute tagajärjel.
Elektrifitseerimine võib toimuda mitmel viisil, millest kahte esimest kaalusime täna:
Elektrifitseerimine hõõrdumise teel;
Elektrifitseerimine puudutusega;
Elektriseerimine juhendamisel.
Kaaluge juhiste järgi elektrifitseerimist. Selleks võtke joonlaud ja pange see raudvarda peale, millele pabersultan on kinnitatud, pärast seda puudutame varda, et sellelt laeng eemaldada, ja sirutage sultani ribad. Seejärel elektrifitseerime klaaspulga vastu paberit hõõrudes ja toome selle joonlaua juurde, tulemuseks on see, et joonlaud hakkab raudvarda peal pöörlema. Sel juhul ärge puudutage joonlauda klaasvardaga. See tõestab, et toimub elektrifitseerimine ilma kehadevahelise otsese kontaktita – elektrifitseerimine juhtimisega.
Esimesed elektrilaengute väärtuste uuringud pärinevad hilisemast ajalooperioodist kui kehade elektriliste vastastikmõjude avastus ja katsed kirjeldada. 18. sajandi lõpus jõudsid teadlased järeldusele, et laengu jagunemine toob kaasa kaks põhimõtteliselt erinevat tulemust ning laengud otsustati tinglikult jagada kahte tüüpi: positiivsed ja negatiivsed. Et neid kahte tüüpi laenguid eristada ja teha kindlaks, kumb on positiivne ja kumb negatiivne, leppisime kokku kahe põhikatse kasutamises: kui hõõruda klaaspulka paberile (siidile), siis tekib sellel positiivne laeng. varras; kui hõõruda eboniitpulka vastu karva, siis tekib pulgale negatiivne laeng (joon. 6).
kommenteerida.Eboniit- kõrge väävlisisaldusega kummimaterjal.
Riis. 6. Kahte tüüpi laengutega pulkade elektrifitseerimine ()
Lisaks sellele, et võeti kasutusele laengute jaotamine kahte tüüpi, märgati nende koosmõju reeglit (joonis 7):
Samanimelised laengud tõrjuvad üksteist;
Vastupidised tasud meelitavad.
Riis. 7. Tasude koostoime ()
Kaaluge selle interaktsioonireegli jaoks järgmist katset. Elektrifitseerime klaasvarda hõõrdumise teel (st kanname sellele üle positiivse laengu) ja puudutame seda vardaga, millele on kinnitatud pabersultan, mille tulemusena näeme efekti, millest on juba varem juttu olnud - selle ribad. sultan hakkab üksteist tõrjuma. Nüüd saame selgitada, miks see nähtus ilmneb - kuna sultani ribad on positiivselt laetud (sama nimega), hakkavad nad võimalikult kaugele tõrjuma ja moodustavad pallikujulise kuju. Lisaks võib sarnase laenguga kehade tõrjumise visuaalsemaks demonstreerimiseks tuua elektrifitseeritud plommile paberiga hõõrutud klaaspulga ja on selgelt näha, kuidas paberiribad vardast kõrvale kalduvad.
Samal ajal saab järgnevas katses jälgida kahte nähtust – vastupidiselt laetud kehade külgetõmbumist ja sarnaselt laetud kehade tõrjumist. Selle jaoks peate võtma klaasist varda, paberi ja fooliumhülsi, mis on kinnitatud niidiga statiivile. Kui hõõrute pulka paberiga ja viite selle tühja varruka juurde, tõmbab varrukas esmalt pulga külge ja pärast puudutamist hakkab see tõrjuma. Seda seletatakse sellega, et algul tõmbab varrukas, kuni sellel pole laengut, pulga külge, pulk kannab osa oma laengust sellele ja sarnaselt laetud hülss tõrjub pulga küljest lahti.
kommenteerida. Siiski jääb õhku küsimus, miks esialgu laemata padrunikest pulga külge tõmbab. Praeguses koolifüüsika õppimise etapis meile kättesaadavate teadmiste abil on seda raske seletada, kuid proovime tulevikku vaadates seda lühidalt teha. Kuna hülss on juht, siis välises elektriväljas täheldatakse selles laengu eraldumise nähtust. See väljendub selles, et hülsi materjalis olevad vabad elektronid liiguvad sellele poolele, mis on positiivselt laetud pulgale kõige lähemal. Selle tulemusena jagatakse hülss kaheks tingimuslikuks piirkonnaks: üks on negatiivselt laetud (kus on elektronide liig), teine on positiivselt laetud (kus elektronide puudus). Kuna hülsi negatiivne piirkond asub positiivselt laetud vardale lähemal kui selle positiivselt laetud osa, siis domineerib vastaslaengute vaheline tõmbejõud ja hülss tõmbub varda külge. Pärast seda omandavad mõlemad kehad sama laengu ja tõrjuvad.
Seda küsimust käsitletakse täpsemalt 10. klassis teemas: "Juhid ja dielektrikud välises elektriväljas."
Järgmises õppetükis käsitletakse sellise seadme kui elektroskoobi tööpõhimõtet.
Bibliograafia
Kodutöö
