Занятие "Электрические цепи постоянного тока"

Занятие по дисциплине «Электротехника и электроника» тема:
«Электрические цепи постоянного тока»
Составила: преподаватель УИФ ГБПОУ «ИЭК» Михайловская А.В.
Время проведения: 180 минут (2 пары)
Место проведения: электротехническая лаборатория
Технология: развития критического мышления
Цель: рассмотреть понятия «электрический ток», «электрические цепи
постоянного тока» в ходе работы с текстом, выполнения практических
заданий и решения задач по теме
Ход занятия:
1 часть – теоретическая
Стадия вызова
Ассоциации (15 мин.)
Привести слова-ассоциации на каждую букву слова электричество
Э
Л
Е
К
Т
Р
И
Ч
Е
С
Т
В
О
Стадия осмысления
Текст для маркировки «Электрический ток» (25 мин.)
Условные обозначения: «+» новая информация, «v» известная
информация, «» противоречивые данные (я ошибался), «?» недостаточно
данных (не понятно)
Прочитайте текст и сделайте пометки на полях.
Все вещества состоят из атомов. В состав атома входит ядро, вокруг
которого вращаются электроны, имеющие отрицательный заряд. В ядре
атома сосредоточены протоны, обладающие положительным зарядом, и
электрически нейтральные нейтроны. На рисунке 1 показана
упрощенная модель атома водорода.
Если число электронов равно числу протонов в ядре, то атом
электрически нейтрален. Если атом потеряет один или несколько
электронов, то приобретает положительную полярность и становится
ионом. Но если атом присоединяет один или несколько электронов, то
он становится отрицательным ионом.
Для возникновения электрического тока необходимо выполнение трех
условий:
1) наличие свободных носителей заряда (электронов у металлов, ионов
у электролитов);
2) наличие в проводнике электрического поля;
3) наличие замкнутой цепи.
Чтобы понять, как электрический ток течет по проводам, вспомним
электронную теорию строения металлов: положительно заряженные
ионы колеблются вблизи узлов кристаллической решетки металла.
Между ними в хаотическом движении как бы плавают электроны,
образуя «электронный газ».
Рис.1. Модель атома водорода
При подключении проводника к источнику электрической энергии
электроны приходят в упорядоченное движение, и возникает
электрический ток. Мы не можем непосредственно наблюдать
электрический ток. О прохождении тока судят по его действию
тепловому, магнитному и химическому.
Итак, электрический ток в металлах – это упорядоченное движение
электронов. За направление тока традиционно принимают направление,
в котором перемещаются положительно заряженные частицы. Таким
образом, в металлических проводниках направление тока
противоположно движению электронов.
Ток, значение и направление которого не изменяются во времени,
называется постоянным (рис. 2, а ), а если изменяются, то переменным.
В электротехнике чаще всего используется синусоидальный
переменный ток (рис. 2, б).
Рис.2.
Интенсивность электрического тока характеризуется силой тока,
которая определяется суммарным электрическим зарядом |Q| всех
частиц, проходящих через поперечное сечение проводника в единицу
времени t:
(1)
Сила тока измеряется в амперах (А):
(2)
Плотность тока определяется по формуле
(3)
где I сила тока; S площадь поперечного сечения проводника, мм
2
.
На практике площадь поперечного сечения проводов выражают в мм
2
,
и соответственно плотность тока
(4)
Свойство вещества проводить электрический ток называется
электропроводностью.
По степени электропроводности вещества подразделяются на три
группы:
1) проводники;
2) полупроводники;
3) диэлектрики.