Что показывает напряжение 8 класс

Электрическое напряжение

Конспект по физике для 8 класса «Электрическое напряжение». Что такое напряжение. Каковы единицы напряжения. Какой прибор используют для измерения напряжения в цепи.

Электрическое напряжение

При подключении лампочки (или какого-либо другого потребителя) к источнику тока в цепи возникает электрическое поле. Оно действует на заряженные частицы с некоторой электрической силой, под действием которой начинается их упорядоченное движение. Возникает электрический ток. При этом при движении зарядов в электрическом поле совершается определённая работа.

РАБОТА ТОКА

Пусть под действием электрической силы F_эл частица с зарядом q переместилась по проводнику из одной точки в другую. Говорят, что при этом электрическая сила совершила некоторую работу А_эл.

В механике мы говорили о том, что механическая работа совершается тогда, когда тело под действием некоторой силы перемещается. При рассмотрении электрических явлений также вводится понятие работы, но здесь речь идёт уже о перемещении электрического заряда. Электрическая сила, действующая на заряд, возникает только при наличии электрического поля.

Работу электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока.

Поскольку действие тока зависит от силы тока в цепи, значит, его работа также должна зависеть от силы тока или от перемещённого заряда.

Нетрудно представить, что электрический ток подобен потоку воды в шланге. Если удерживать оба конца шланга на одном уровне, то никакого течения воды не будет. Если же один из концов опустить вниз, то вода потечёт с более высокого уровня на низкий. Разность уровней воды аналогична напряжению источника тока. Чем выше напряжение (чем больше разница в уровнях воды), тем больше сила тока в цепи (тем быстрее движется вода в шланге).

Понятие работы в физике неразрывно связано с понятием энергии. При совершении работы всегда происходят изменения и превращения энергии. Изученные ранее действия электрического тока на самом деле обусловлены работой тока. При этом происходит превращение энергии движущихся зарядов в другие виды энергии.

Соберём две электрические цепи, содержащие одинаковые по назначению элементы. В первой цепи потребителем электрической энергии является лампочка от карманного фонаря, а в качестве источника тока используется обычная батарейка. Во второй цепи потребитель — бытовая осветительная лампа, подключённая к аккумулятору. Амперметры, включённые в эти цепи, показывают одинаковую силу тока. Но одинаковым ли будет при этом действие тока в каждой цепи? Опыт показывает: лампа, включённая в цепь, источником тока которой является аккумулятор, даёт гораздо больше тепла и света, чем лампочка от карманного фонаря.

Поскольку при одной и той же силе тока его тепловое действие было различным, значит, и работа тока в этих цепях различна. Следовательно, работа тока зависит также от другой его характеристики.

Эту новую физическую величину называют электрическим напряжением. Напряжение, которое создаёт батарейка, значительно меньше напряжения аккумулятора. Именно поэтому при одной и той же силе тока лампа, соединённая с батарейкой, даёт меньше света и тепла.

НАПРЯЖЕНИЕ

Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного электрического заряда из одной точки в другую, и обозначают буквой U.

Напряжение равно отношению работы электрических сил А_эл к заряду q, который перемещается из одной точки в другую: U = А_эл/q.

ЕДИНИЦЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Единица электрического напряжения называют вольтом в честь итальянского учёного Алессандро Вольта, создавшего первый гальванический элемент.

За единицу напряжения принимают такое электрическое напряжение на концах проводника, при котором работа по перемещению электрического заряда в 1 Кл по этому проводнику равна 1 Дж:

1 В = 1 Дж/Кл.

ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Прибор, с помощью которого измеряют напряжение на полюсах источника тока или на каком-либо участке цепи, называют вольтметром. По внешнему виду и устройству вольтметр очень похож на гальванометр и амперметр. На шкале вольтметра ставят букву V.

При измерении напряжения зажимы вольтметра подключают к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение. Как и у амперметра, у одного зажима вольтметра ставят знак « + », у другого — «–».

Клемму со знаком « + » нужно соединить с проводом, идущим от положительного полюса источника тока, а клемму со знаком «–» — с проводом, идущим от отрицательного полюса источника тока.

На электрических схемах вольтметр изображают в виде кружка с буквой V.

Для человеческого организма напряжение в 1 В неопасно. Безопасным для человека считается напряжение до 12 В. Однако надо иметь в виду, что величина напряжения, опасного для человека, зависит ещё и от внешних условий. Например, в сырых помещениях степень опасности существенно возрастает. Происходит это потому, что многие вещества, являющиеся в сухом состоянии изоляторами, во влажном состоянии становятся проводниками электричества. Дело в том, что обычная (недистиллированная) вода является проводником.

Алессандро Вольта (1745—1827) — физик, химик и физиолог, один из основоположников учения об электричестве.

Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Электрическое напряжение».

Источник



§ 39. Электрическое напряжение

Мы знаем, что электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц, которое создаётся электрическим полем, а оно при этом совершает работу. Работу сил электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока. В процессе такой работы энергия электрического поля превращается в другой вид энергии — механическую, внутреннюю и др.

От чего же зависит работа тока? Можно с уверенностью сказать, что она зависит от силы тока, т. е. от электрического заряда, протекающего по цепи в 1 с. В этом мы убедились, знакомясь с различными действиями тока (см. § 35). Например, пропуская ток по железной или никелиновой проволоке, мы видели, что чем больше была сила тока, тем выше становилась температура проволоки, т. е. сильнее было тепловое действие тока.

Но не только от одной силы тока зависит работа тока. Она зависит ещё и от другой величины, которую называют электрическим напряжением или просто напряжением.

Напряжение — это физическая величина, характеризующая электрическое поле. Оно обозначается буквой U. Чтобы ознакомиться с этой очень важной физической величиной, обратимся к опыту.

На рисунке 64 изображена электрическая цепь, в которую включена лампочка от карманного фонарика. Источником тока здесь служит батарейка. На рисунке 64, б показана другая цепь, в неё включена лампа, используемая для освещения помещений. Источником тока в этой цепи является городская осветительная сеть. Амперметры, включённые в указанные цепи, показывают одинаковую силу тока в обеих цепях. Однако лампа, включённая в городскую сеть, даёт гораздо больше света и тепла, чем лампочка от карманного фонаря. Объясняется это тем, что при одинаковой силе тока работа тока на этих участках цепи при перемещении электрического заряда, равного 1 Кл, различна. Эта работа тока и определяет новую физическую величину, называемую электрическим напряжением.

Напряжение, которое создаёт батарейка, значительно меньше напряжения городской сети. Именно поэтому при одной и той же силе тока лампочка, включённая в цепь батарейки, даёт меньше света и тепла.

• Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую.

Зная работу тока А на данном участке цепи и весь электрический заряд q, прошедший по этому участку, можно определить напряжение U, т. е. работу тока при перемещении единичного электрического заряда:

Следовательно, напряжение равно отношению работы тока на данном участке к электрическому заряду, прошедшему по этому участку.

Из предыдущей формулы можно определить:

Электрический ток подобен течению воды в реках и водопадах, т. е. течению воды с более высокого уровня на более низкий. Здесь электрический заряд (количество электричества) соответствует массе воды, протекающей через сечение реки, а напряжение — разности уровней, напору воды в реке. Работа, которую совершает вода, падая, например, с плотины, зависит от массы воды и высоты её падения. Работа тока зависит от электрического заряда, протекающего через сечение проводника, и от напряжения на этом проводнике. Чем больше разность уровней воды, тем большую работу совершает вода при своём падении; чем больше напряжение на участке цепи, тем больше работа тока. В озёрах и прудах уровень воды всюду одинаков, и там вода не течёт; если в электрической цепи нет напряжения, то в ней нет и электрического тока.

Вопросы

1. Опишите опыт, который доказывает, что работа тока зависит не только от силы тока, но и от напряжения.
2. Что такое электрическое напряжение? Как можно определить его через работу тока и электрический заряд?

Источник

Урок физики в 8 классе по теме «Электрическое напряжение. Вольтметр»
методическая разработка по физике (8 класс) по теме

Материал предназначен для учителей физики. Представлена методическая разработка урока, а также презентация к нему

Скачать:

Предварительный просмотр:

Электрическое напряжение. Вольтметр

Урок изучения и первичного закрепления знаний.

Цели урока: изучить понятие напряжения на участке цепи, его единицами измерения, на уровне понимания.

Образовательная: Ввести понятие напряжения. Выявить имеющиеся знания по данной теме.

Воспитательная: Подчеркнуть взаимосвязь напряжения и работы тока в электрической цепи как проявления одного из признаков метода диалектического познания явлений

Развивающая: Продолжить работу по развитию внимания и умения логически и творчески мыслить. Продолжить формировать умение решать задачи

Оборудование и ТСО : проекционный экран, портрет Алессандро Вольты, головоломки, на столе у каждого учащегося тестовые задания, вольтметр, мультимедиапроектор.

Учитель. Тема нашего урока. Впрочем, тему вы сформулируете сами, разгадав ребус.

I. Проверка домашнего задания: мой тест из книжки

Изучение нового материала

1. Какие источники тока вы знаете?

2. Что называют электрическим током?

3.Сколько у источника тока полюсов? Какие бывают полюсы?

4. Что является носителем электрического заряда в проводнике?

II. Изучение нового материала

Пан изложения нового материала:

1. Рассказать, что работа тока зависит не только от силы тока, но и от напряжения.

2. Напряжение на участке электрической цепи.

3. Единица напряжения — вольт.

1. Мы знаем, что электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц, которое создается электрическим полем, а оно при этом совершает работу. Работу сил электрического поля, создаю щего электрический ток, называют работой тока. В процессе такой работы энергия электрического поля превращается в другой вид энергии — механическую, внутреннею и др.

От чего же зависит работа тока? Можно с уверенностью сказать, что она зависит от силы тока, т. е. от электрического заряда, проте кающего по цепи в 1 с. В этом мы убедились, знакомясь с различны ми действиями тока (см. § 35). Например, пропуская ток по железной или никелиновой проволоке, мы видели, что чем больше была сила тока, тем выше становилась температура проволоки, т. е. сильнее бы ло тепловое действие тока.

Но не только от одной силы тока зависит работа тока. Наверно, каждый из вас видел радиоуправляемые машины и обращал внимание на то, что в них вставлены батарейки, а лучше бы это были кроны или даже аккумуляторы. Почему? Значит, работа силы тока зависит еще и от другой величины, которую называют электрическим напряжением или просто напряжением.

Напряжение — это физическая величина, характеризующая электрическое поле. Оно обозначается буквой U. Чтобы ознакомить ся с этой очень важной физической величиной, обратимся к опыту.

2. Напряжение на участке электрической цепи

На рисунке 63 изображена электрическая цепь, в которую включена лампочка от карманного фонарика. Источником тока здеcь служит аккумулятор. На рисунке 64 показана другая цепь, в нем включена лампа, используемая для освещения помещений. Источником тока в этой цепи является городская осветительная сеть. Амперметры, включенные в указанные цепи, показывают одинаковую силу тока в обеих цепях. Однако лампа, включенная в городскую сеть, дает гораздо больше света и тепла, чем лампочка от карманного фонаря. Объясняется это тем, что при одинаковой силе тока работа тока на этих участках цепи при перемещении электрического заряда, равного 1 Кл, различна. Эта работа тока и определяет новую физическую величину, называемую электрическим напряжением. Напряжение, которое создает аккумулятор, значительно меньше напряжения городской сети. Именно поэтому при одной и той же силе тока лампа, включенная в цепь аккумулятора, дает меньше света и тепла.

Напряжение — это физическая величина, характеризующая действие электрического поля на заряженные частицы.

Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле по перемещению единицы заряда на данном участке цепи:

3. Единица напряжения — вольт (В), вольтметр

Вольт равен такому электрическому напряжению между двумя точками цепи, при котором работа по перемещению электрического заряда в 1 Кл на этом участке равна 1 Дж:

ЭТО НАДО ЗНАТЬ ВСЕМ!

Что будет с человеком, который окажется рядом с упавшим оголенным кабелем,

находящимся под высоким напряжением?

Так как земля является проводником электрического тока, вокруг упавшего оголенного кабеля, находящегося под напряжением, может возникнуть опасное для человека шаговое напряжение.

Поражение электрическим током по этому пути считается наименее опасным, т.к. в этом случае через сердце проходит не более 0,04 от общего тока, и на практике не зарегистрировано ни одного случая смертельного поражения человека шаговым напряжением.

При попадании под шаговое напряжение даже небольшого значения возникают непроизвольные судорожные сокращения мышц ног. Обычно человеку удается в такой ситуации своевременно выйти из опасной зоны. Однако не пытайтесь выбегать оттуда огромными шагами, шаговое напряжение при этом только увеличится! Выходить надо обязательно быстро, но очень мелкими шагами или скачками на одной ноге!

СПАСАЙСЯ, КТО МОЖЕТ!

Когда человек касается провода, находящегося под напряжением выше 240 В, ток пробивает кожу. Если по проводу течет ток, величина которого еще не смертельна, но достаточна для того, чтобы вызвать непроизвольное сокращение мышц руки (рука как бы “прилипает” к проводу), то сопротивление кожи постепенно уменьшается. И, в конце концов, ток достигает смертельной для человека величины в 0,1 А. Человеку, попавшему в такую опасную ситуацию, нужно как можно скорее помочь, стараясь “оторвать” его от провода, не подвергая при этом опасности себя.

Учитель. Рассмотрим примеры типичных напряжений (демонстрирует таблицу)

Различных потребителей энергии и источников тока

Электрический фонарь . 4,5 В

Напряжение в сети . 220 В

Двигатель троллейбуса . 600 В

Кинескоп телевизора . 16 000 В

Напряжение между облаками во время грозы . до 100 000 000 В

Безопасное электрическое напряжение в сыром помещении . 12 В

Безопасное электрическое напряжение в сухом помещении . 36 В

Электрический скат . 50–60 В

Нильский электрический сом . 350 В

Угорь-электрофорус свыше . 500 В

Внимание! Ток высокого напряжения опасен для жизни человека!

Перейти к следующему вопросу нам опять поможет головоломка , которую вам предстоит разгадать. На рисунках изображены электроприборы (обозначены буквой) и соответствующие им напряжения (обозначены цифрой). Каждому прибору сопоставьте напряжение. Если вы сделаете это правильно, то на пересечении соответствующих строк и столбцов центрального квадрата получите шесть букв, из которых нужно составить слово, которое поможет нам перейти к следующему вопросу урока.

Ответ. А5 – О; Б1 – П; В6 – Р; Г3 – И; Д2 – Р; Е4 – Б: ПРИБОР.

Прибор для измерения электрического напряжения называется вольтметром.

Условное обозначение на схемах: .

Пределы измерения – от 0 до 5 В; цена деления 0,1 В; погрешность 0,05 В.

(Учитель рассказывает правила пользования прибором, можно записывать под диктовку.)

III. Закрепление изученного

Вопросы для закрепления:

1. Какой физической величиной пользуются для измерения напря жения?
2. Какое напряжение используют в осветительной сети?
3. Какое напряжение безопасно для жизни?

Если в конце урока остается время, его желательно посвятить разбору задач по изученной теме:

Определите напряжение на участке цепи, если при прохождении по нему заряда в 15 Кл током была совершена работы в 6 кДж. (400 В)

При переносе 60 Кл электричества из одной точки электрической цепи в другую за 10 мин совершена работа 900 Дж. Определите напряжение и силу тока в цепи?

При прохождении одинакового количества электричества в одном проводнике совершена работа 100 Дж, а в другом — 250 Дж. На каком проводнике напряжение больше? Во сколько раз? (U 2 >U 1 в 2,5 раза)

Учитель. Сегодня на уроке мы с вами проверяли домашнюю работу, выполняли творческие задания, изучили новый материал, решали задачи. А теперь посчитайте заработанные жетоны. У кого больше всех – ставим «5», на один меньше – «4». Ну, а другие ребята получат оценки на следующий урок

Подготовиться к лабораторной работе №4

Подготовить доклад на тему «Электрический скат»

Источник