Робота і потужність електричного струму (9 клас)

УРОК № 28

Тема уроку. Робота і потужність електричного струму.

Мета уроку: ознайомити учнів з поняттями «робота електричного струму», «потужність електричного струму», пояснити принцип дії електролічильника, навчати розв'язувати типові задачі.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Хід уроку

I.     Перевірка домашнього завдання

II.    Вивчення нового матеріалу

Згадаємо, що в будь-якому джерелі електричного струму відбувається перетворення якого-небудь виду енергії (не електричної природи) в електричну. Так, наприклад, у батарейці хімічна енергія перетворюється в електричну. В електричному ж колі електрична енергія перетворюється в інші види енергій: теплову (в електронагрівальних приладах), механічну (в електродвигунах). Мірою перетворення енергії одного виду в інший є робота. В електричному колі мірою перетворення електричної енергії в інші види

енергії є робота електричного струму. Робота електричного поля з переміщення заряду на ділянці кола характеризується напругою:

А = Uq;    q = Іt    

 А=ІUt;

[A] = А·В·с = Дж.

Бесіда

•   У яких одиницях вимірюється робота в СІ?

•   Як називають прилад, який ми використовуємо в побуті для визначення витраченої електричної енергії, а отже, для визначення роботи струму?

Демонстрація. Учитель демонструє модель лічильника електричної енергії й пояснює принцип його роботи.

Під час проходження струму через лічильник усередині нього починає обертатися легкий алюмінієвий диск. Швидкість його обертання пропорційна силі струму й напрузі. Тому за числом обертів, зроблених за певний час, можна судити про роботу, виконану струмом.                                                                           

•  У яких одиницях виражається робота струму, яку записують за показаннями лічильника?                                     

Справа в тому, що робота струму пов’язана з потужністю електричних приладів, які ми використовуємо в побуті.

•  Що характеризує потужність? У яких одиницях вона виража­ється в СІ?

Р = А/t = IUt/t = IU;

[P] = Вт; А = Рt

тоді [А] = Вт·с в СІ або кВт·год — 1 кВт·год = 3,6 МДж.

У житлових будинках сила струму в проводці не повинна перевищувати 10 А, тоді ми можемо розрахувати максимально припустиму потужність електричних приладів, яку можна використати в мережі.

Р =  IU;

Р = 10 А · 220 В = 2200 Вт = 2,2 кВт.

Якщо сумарна потужність працюючих приладів буде більшою за дане значення, то це призведе до збільшення сили струму в про­водці, що є неприпустимим.

Потужності деяких електричних пристроїв, Вт

Лампа від ліхтарика	1
Електробритва	14
Холодильник	200
Блок живлення комп'ютера	250—300
Телевізор	300
Фен для волосся	400
Пральна машина	500—1000
Праска	600—1000
Пилосос	600
Гідрогенератор ГЕС	близько 250 000

Потужність електричного приладу зазначена в його паспорті. Для лампочок потужність часто зазначають на балоні. Промисловість випускає лампочки різної потужності: на 25 Вт, 40 Вт, 60 Вт, 100 Вт, 200 Вт і т. д.

Найпотужніші побутові прилади — електронагрівальні. Дійсно, чим більшою є потужність приладу, тим більшу роботу він виконує за одиницю часу, тим більше електричної енергії він витрачає, тим дорожче обійдеться споживачеві його використання.

III. Закріплення нового матеріалу. Розв'язування задач

Задача 1. Розрахуйте, скільки коштує електроенергія, витрачена на роботу електричної праски за 2 год? Сила струму 5 А, напруга 220 В, тариф — 24,6 к. за 1 кВт·год.

Задача 2. За який час проходження струму через спіраль електроплитки потужністю 600 Вт у ній виділиться 360 кДж енергії?            

IV. Домашнє завдання

Опрацювати § 15 ст. 87 – 91 Вправа 15 № 1,3. ст. 92

Скарбничка цікавих фактів                                        

• Скільки коштує блискавка?

Середня енергія, що виділяється під час розряду, дорівнює приблизно 30 кВт·год. При тарифі 24,6 к. за 1 кВт·год одержи­мо «вартість» однієї блискавки 7 грн 38 к.

Блискавка при цьому є своєрідною «фабрикою» азотних до­брив. Кожний розряд дає 1,5—2 тонни оксиду азоту. Разом із дощем ця речовина потрапляє в грунт і живить корені рослин.

Багато це або мало?                                                       

За рахунок енергії, що дорівнює 1 кВт·год, можна виконати кожну з таких робіт:

—  виготовити 10 м бавовняної тканини;       

—  закип'ятити 50—55 склянок чаю; 

—  видобути и підняти до 75 кг кам'яного вугілля;      

—  вивести в електричному інкубаторі до 30 курчат.