№6 зертханалық жұмыс. Өткізгіштерді параллель қосуды зерделеу
Жұмыста екі өткізгішті (резисторды немесе шамды) параллель жалғап, амперметрмен әр тармақтағы және тізбектің тармақталмаған бөлігіндегі ток күшін, ал вольтметрмен әр өткізгіштегі кернеуді өлшейді. Нәтижелер бойынша параллель жалғаудың кернеуге, ток күшіне және кедергіге қатысты заңдылықтарын тексереді.
Жұмыстың мақсаты. Өткізгіштерді параллель жалғаудың заңдылықтарын эксперимент арқылы анықтау: өткізгіштердегі кернеулерді, тармақтардағы және жалпы бөліктегі ток күшін салыстыру, жалпы кедергіні табу.
Осы тақырыпқа ҚМЖ жасауОқу мақсаттары
- 8.4.2.10өткізгіштерді параллель жалғаудың заңдылықтарын эксперимент арқылы анықтау
- 8.1.3.3физика кабинетінде қауіпсіздік ережелерін білу және сақтау
Құрал-жабдықтар
- ток көзі (4–6 В)
- кілт
- екі резистор (мысалы, 3 Ом және 6 Ом) немесе тұғырдағы екі шам
- амперметр
- вольтметр
- жалғағыш сымдар
Жұмыс барысы
- 1
Сұлбаны сыз: екі өткізгіш параллель жалғанған, ал олармен тізбектей ток көзі, кілт және амперметр жалғанған.
- 2
Амперметр мен вольтметрдің бөлік құнын және өлшеу қателігін анықта.
- 3
Кілт ажыратулы кезде тізбекті құрастырып, мұғалімге көрсет.
- 4
Кілтті тұйықтап, тізбектің тармақталмаған бөлігіндегі ток күшін I жаз.
- 5
Кілтті ажыратып, амперметрді бірінші өткізгіш тұрған тармаққа жалға, кілтті тұйықтап, I₁ мәнін жаз. Дәл осылай екінші тармақтағы токты I₂ өлше.
- 6
Вольтметрді кезекпен бірінші және екінші өткізгішке жалғап, U₁ мен U₂ мәндерін жаз.
- 7
Вольтметрді түйіндерге (екі өткізгішке бірге) жалғап, U мәнін жаз.
- 8
Тәжірибені өткізгіштердің басқа жұбымен немесе ток көзінің басқа кернеуімен қайтала.
- 9
R₁, R₂ және жалпы кедергіні есептеп, заңдылықтарды тексер.
Қысқаша теория
Параллель жалғағанда өткізгіштердің бастары бір нүктеге, ұштары басқа нүктеге қосылады. Үш немесе одан көп сым түйісетін нүктелерді түйіндер деп атайды. Түйіндердің арасында тізбек тармақтарға бөлінеді, ал тармақталмаған бөліктегі ток олардың арасында таралады.
Параллель жалғанған барлық өткізгіш бір екі түйінге қосылған, сондықтан олардағы кернеу бірдей: U = U₁ = U₂. Түйінде заряд жиналмайды да, жоғалмайды да, сондықтан тармақталмаған бөліктегі ток күші тармақтардағы ток күштерінің қосындысына тең: I = I₁ + I₂.
Ом заңынан I = U / R кедергілер үшін ереже шығады: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂, ал екі өткізгіш үшін R = R₁·R₂ / (R₁ + R₂). Параллель бөліктің жалпы кедергісі тармақтардағы ең кіші кедергіден де кіші. Тармақтардағы ток күштері кедергілерге кері пропорционал: I₁ / I₂ = R₂ / R₁ — кедергісі аз өткізгіш арқылы үлкен ток өтеді. Кедергісі R₁ болатын n бірдей өткізгіш параллель жалғанса, жалпы кедергі R = R₁ / n болады.
Пәтердегі құралдар желіге параллель жалғанады: әрқайсысына желінің бірдей кернеуі беріледі, және оны басқаларына қарамай қосып-ажыратуға болады.
Виртуалды тәжірибе
«Электр лабораториясы» симуляциясында «Екі шам параллель» сұлбасын аш. Амперметрді тізбектің тармақталмаған бөлігіне және әр тармаққа ауыстырып қой, вольтметрді әр шамға жалғап, көрсетулерді жаз. U = U₁ = U₂ және I = I₁ + I₂ теңдіктері орындала ма, тексер.
Осы тақырыптағы тағы бір симуляция: Тізбектей және параллель қосу
Өлшеу кестесі
№6 зертханалық жұмыс · Физика, 8 сынып. Өткізгіштерді параллель қосуды зерделеу
Аты-жөні, сыныбы: ____________________ Күні: __________
| Тәжірибе № | U₁, В | U₂, В | I₁, А | I₂, А | I, А | R₁, Ом | R₂, Ом | R, Ом |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | ||||||||
| 2 | ||||||||
| 3 |
Есептеу және қорытынды
Кедергілер: R₁ = U₁ / I₁, R₂ = U₂ / I₂, жалпы кедергі R = U / I.
Мысалы, U = U₁ = U₂ = 3,0 В, I₁ = 0,50 А, I₂ = 1,0 А, I = 1,5 А болсын. Онда R₁ = 3,0 / 0,50 = 6,0 Ом, R₂ = 3,0 / 1,0 = 3,0 Ом, R = 3,0 / 1,5 = 2,0 Ом.
Тексеру: I₁ + I₂ = 1,5 А = I; формула бойынша R = 6,0 · 3,0 / (6,0 + 3,0) = 2,0 Ом — өлшенген мәнмен сәйкес келеді.
Құралдың өлшеу қателігі — бөлік құнының жартысы. I₁ + I₂ қосындысы I-ден қателіктердің қосындысынан аз ғана айырмашылық берсе, заңдылық расталды.
Қорытынды үлгісі: Жұмыс барысында өткізгіштерді параллель жалғауды зерделедім. Өткізгіштердегі кернеу … (U₁ = … В, U₂ = … В). Тармақталмаған бөліктегі ток күші I = … А, ал I₁ + I₂ = … А, демек … . Жалпы кедергі R = … Ом, ол тармақтардағы әр кедергіден … .
Бақылау сұрақтары
Параллель жалғағанда қандай заңдылықтар орындалады?
Жауабын көру
Кернеу бірдей: U = U₁ = U₂; тармақталмаған бөліктегі ток күші тармақтардағы токтардың қосындысына тең: I = I₁ + I₂; 1/R = 1/R₁ + 1/R₂.
Неге параллель бөліктің жалпы кедергісі кез келген тармақтың кедергісінен кіші?
Жауабын көру
Әр жаңа тармақ — ток үшін тағы бір жол. Кернеу өзгермегенде жалпы ток артады, демек жалпы кедергі азаяды.
Қай тармақ арқылы үлкен ток өтеді?
Жауабын көру
Кедергісі аз тармақ арқылы, өйткені I₁ / I₂ = R₂ / R₁.
Әрқайсысы 10 Ом екі резисторды параллель жалғағанда жалпы кедергі неге тең?
Жауабын көру
R = 10 · 10 / (10 + 10) = 5 Ом — бір резистордан екі есе кіші.
Параллель жалғанған шамның біреуі жанып кетсе, екіншісі не болады?
Жауабын көру
Екіншісі жана береді: оның тармағы үзілмеген, ондағы кернеу сақталады.
Қауіпсіздік техникасы
- Тізбекті тек кілт ажыратулы кезде құрастыр және өзгерт, мұғалім тексергеннен кейін ғана тұйықта.
- Амперметрді өткізгішке немесе ток көзіне ешқашан параллель жалғама: бұл қысқа тұйықталу.
- Тізбек тұйық кезде жалаңаш сымдар мен қысқыштарды ұстама.
- Шамдар мен резисторлар қызады — тәжірибе кезінде оларды ұстама.
- Құрал тілі шкаладан асса немесе иіс шықса, кілтті бірден ажыратып, мұғалімге айт.
Мұғалімге
Осы жұмыстың тақырыбына ҚМЖ мен БЖБ-ны Bilim Plus Ұстаз кабинетінде ЖИ оқу мақсаттарының коды бойынша жинайды. Симуляцияны сыныпқа беруге не тақтаға шығаруға болады.
Жиі қойылатын сұрақтар
- Жұмысты құралдарсыз орындауға бола ма?
- Иә, «Электр лабораториясы» симуляциясында «Екі шам параллель» сұлбасымен виртуалды зертханалық жұмыс жүргізуге болады. Нәтижені журналға мұғалімнің талабы бойынша жаз.
- Қорытындыны қалай жазу керек?
- Параллель жалғаудың үш заңдылығын тұжырымдап, әрқайсысын өз сандарыңмен дәлелде: кернеулердің теңдігін, токтардың қосындысын және жалпы кедергіні.
- Бір розеткаға көп құралды параллель қосқанда неге автомат ажырап кетуі мүмкін?
- Әр жаңа құрал өз тогын қосады, сымдардағы жалпы ток артады. Ол рұқсат етілген мәннен асқанда автоматты ажыратқыш тізбекті ажыратады.