Джерела електричного струму - Електричний струм - ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ЯВИЩА - ВСІ УРОКИ ФІЗИКИ 9
1-й семестр
2.Електричний струм
Урок 3/9
Тема. Джерела електричного струму
Мета уроку: ознайомити учнів із джерелами електричного струму.
Тип уроку: вивчення нового матеріалу.
1. Де використовується теплова дія струму?
2. Де використовується хімічна дія струму?
3. Де використовується магнітна дія струму?
1. Гальванічні елементи.
Вивчення нового матеріалу
1. Ознайомимося із джерелами електричного струму.
2. Типи джерел електричного струму.
3. Створюємо гальванічний елемент.
4. Вивчаємо принцип дії акумуляторів
Закріплення вивченого матеріалу
Вирішення якісних завдань
ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1. Знайомимося із джерелами електричного струму
Джерела струму бувають різними, але у кожному їх відбувається робота з поділу позитивно і негативно заряджених частинок. Ця робота відбувається так званими сторонніми силами. Такі сили що неспроможні мати електричного походження. У джерелах струму в процесі роботи з поділу заряджених частинок відбувається перетворення механічної, внутрішньої або будь-якої іншої енергії на електричну.
Ø Джерелами електричного струму називатимемо пристрої, що створюють і тривалий час підтримують електричне поле.
У джерелах електричного струму електричне поле створюється та підтримується завдяки поділу різноїменних електричних зарядів. Внаслідок цього одному полюсі джерела струму накопичуються частинки, мають позитивний заряд, але в іншому - частинки з негативним зарядом. Між полюсами встановлюється електричне поле. Під дією цього поля у провіднику, що з'єднуєполюса, відбувається спрямоване рух частинок, тобто виникає електричний струм.
2. Типи джерел електричного струму
Усі джерела електричного струму можна поділити на фізичні та хімічні.
До фізичних джерел електричного струму відносяться пристрої, в яких поділ зарядів відбувається за рахунок механічної, світлової та теплової енергії. Прикладами таких джерел можуть бути електрофорна машина, турбогенератори електростанцій, фото- та термоелементи тощо.
До хімічних джерел електричного струму відносяться пристрої, в яких розподіл зарядів відбувається за рахунок енергії хімічних реакцій. Прикладами таких джерел можуть бути гальванічні елементи та акумулятори.
3. Створюємо гальванічний елемент
Візьмемо дві пластинки (мідний та цинковий), а між ними помістімо шматочок тканини, змоченої у слабкому розчині сірчаної кислоти. Якщо з'єднати пластинки провідником, гальванометр зафіксує наявність струму.
Будь-який гальванічний елемент складається з двох електродів, поміщених в електроліт - тверда або рідка речовина, що проводить струм. Електроди виготовляють із різних металів. Залежно від типу гальванічного елемента один із металевих електродів замінюють вугільним електродом.
Між електродами та електролітом відбуваються хімічні реакції, в результаті яких один з електродів (анод) набуває позитивного заряду, а інший (катод) - негативного. За рахунок енергії, що виділяється під час реакції, гальванічний елемент може протягом тривалого часу підтримувати проходження електричного струму через провідник, що з'єднує електроди елемента.
4. Вивчаємо принцип дії акумуляторів
Акумулятори – інший тип хімічних джерел струму. Одним зпереваг акумуляторів і те, що у них електроди не витрачаються.
Найпростіший акумулятор складається із двох цинкових пластин, поміщених у розчин сірчаної кислоти. Щоб акумулятор став джерелом струму, його спочатку треба зарядити. Для заряджання акумулятора через нього пропускають струм від іншого джерела струму. Після заряджання акумулятора його можна використовувати як самостійне джерело струму.
У процесі заряджання електричний струм в акумуляторі виконує роботу, внаслідок якої електрична енергія перетворюється на хімічну енергію акумулятора. Під час розряджання акумулятора ця енергія знову перетворюється на електричну.
Акумулятори бувають різних видів: свинцеві (кислотні), залізонікелеві (або лужні). Але принцип роботи вони однакові: вони накопичують енергію, як стати самостійним джерелом струму.
Питання до учнів під час викладу нового матеріалу
- Що відбувається у джерелах струму?
- Яке основне призначення джерела струму?
- Яка енергія може перетворюватися на джерело струму на електричну?
- Чому для поділу різноїменних зарядів необхідно виконати певну роботу?
- Які перетворення енергії відбуваються під час заряджання та розряджання акумулятора?
- У чому полягає принципова відмінність гальванічного елемента від акумулятора?
ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ
1. Якісні питання
1) Якщо до кульок різноіменно заряджених електроскопів одночасно доторкнутися металевим стрижнем, то в них виникне електричний струм. Чим ця установка відрізняється від пристроїв, які прийнято називати джерелами струму?
2) Яке призначення джерела струму в електричному ланцюзі? Можна сказати щовін створює заряди на полюсах?
Розв'язок. Джерело струму не створює електричних зарядів. Усередині джерела на заряджені частинки діють сили, що поділяють різноїменні заряди, долаючи їх електричне тяжіння: однією полюсі виникає надлишок позитивних зарядів, але в іншому - надлишок негативних. Ці заряди створюють електричне поле, як і зумовлює впорядкований рух заряджених частинок у колі.
3) Що необхідно зробити, щоб на двох електроскопах, з'єднаних металевим провідником, підтримувати рівні за модулем та протилежні за знаком електричні заряди?
Що ми дізналися на уроці
- Джерелами електричного струму називаються пристрої, що створюють та тривалий час підтримують електричне поле.
- У джерелах струму з допомогою сил неелектричного походження відбувається поділ заряджених частинок, у результаті полюси джерела виявляються різноіменно зарядженими.
- До фізичних джерел електричного струму відносяться пристрої, в яких поділ зарядів відбувається за рахунок механічної, світлової та теплової енергії.
- До хімічних джерел електричного струму відносяться пристрої, в яких розподіл зарядів відбувається за рахунок енергії хімічних реакцій.