Электр қозғаушы күш



Жұмыс түрі:  Дипломдық жұмыс
Көлемі: 42 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1500 теңге
Таңдаулыға:   
Тегін:  Антиплагиат

Қандай қате таптыңыз?

Рақмет!






Мазмұны
Кіріспе 3
І. БӨЛІМ 4
1. Тұрақты ток. Тұрақты ток тізбектері 4
1.1 Тұрақты ток электр тізбегі 4
1.2 Электр қозғаушы күш 5
1.3 Тізбек бөлігіне арналған Ом заңы. Электр тізбегі 9
ІІ. НЕГІЗГІ БӨЛІМ 12
2. Ток көздері. 8 сынып есептер. 12
2.1 Резисторларды тізбектеп қосу 20
2.2 Кирхгофтың бірінші және екінші заңы 24
2.3 Электр тогының жұмысы мен қуаты 29
ІІІ. БӨЛІМ 37
3. Электр тогының жалпы әсері 37
Қорытынды 49
Пайдаланған әдебиттер тізімі 50

Кіріспе
Еліміздің ғылыми- техникалық потенциалының артуы, табиғат тану және техникалық білім- өндіріс саласында жоғары шебер технократ мамандарға деген казіргі заманғы сұраныс орта мектепте білім берудің жаңа формаларын шешімді түрде енгізуді және насихаттауды қажет етеді.
Сонымен қатар, қазіргі тез өзгеретін заманда өзінің білімін көтеруге, өздік шешім жасауға, өзінің мүддесіне лайық мақсаттар қойып, шеше білуге қабілетті жастар өсіріп-тәрбиелеу қоғамымыздың басты мақсат- мүддесі болса, физика пәніде, өз деңгейінде осы мәселелерге үлес қосуы қажет. Бұл бағытта орта мектептегі білім беру жүйесінде физика пәнінің ролі зор. Физика пәні, табиғат тану пәндерінің ішінде, дәлірек айтсақ, орта мектептің білім беру жүйесінде- жас дарындардың өрісін ашып, ойын кеңейтетін- жетекшісі десек еш артық емес.
Диломдық жұмыстың мақсаты: 8 сынып оқушылары ток бөлігін оның мағынасын терең меңгеруде күрделі, қиындатылған физика есептерін шығартудың орны ерекше. Физика ғылымы тек теориялық ғана ғылым емес, аса жоғары деңгейдегі экспериментальдық ғылым екенін және бұл ретте орта мектеп оқушысы шұғылдана алатын эксперименттік есептер базасы да ұшы- қиырсыз екенін ескерсек, таңдап алынған элективті курс физика- математика бағытындағы интеллектуалды мектепте физика пәнін оқытудың талай күрделі проблемасын шешуге көмектесері сөзсіз. Ал, эксперименттік есептерге келетін болсақ, олардың әрқайсысын оқушы үшін кіші- гірім зерттеу іс- әрекеті ретінде алуға болады.
Дипломдық жұмыстың міндеті: 8 снып оқушыларына олимпиадалық деңгейдегі есептерді шығару- физикалық құбылыстарды, оны сипаттайтын заңдылықтарды дұрыс және терең түсінуге көмектеседі. Физикалық пәндік олимпиадалар жастар арасында білімді насихаттауда, физиканың оқытылу сапасын көтеруде аса маңызды орта болып табылады. Ал, мектепішілік, қалалық және аймақтық олимпиадаларға нәтижелі қатыса білу аса зор дайындықты, дәлірек айтсақ, сабақтан тыс дайындықты қажет етеді. Ұсынылып отырған арнайы курс осы мақсаттарды көздейді.
Интернет арқылы алынатын электронды оқулықтарға келсек, жағдай бұданда төмен. Бұл жәйт курс жетекшілерінен әр сабаққа тыңғылықты, өте сапалы дайындықты қажет етеді.
Мектеп қабырғасында физика пәнінің олимпиадалық, қиындатылған есептерді шығарудың арнайы курсы ретінде қосымша оқытылуы техникалық жоғары оқу орындарына қажетті арнайы дайындықпен келетін жастарды, еліміз аса зәру, жоғары білімді технократ мамандарды дайындауда басты себепкер болары сөзсіз. Шын мәнінде дипломды маман баршылықта, техникалық жоғарышебер мамандар саусақпен санарлық екені құпия емес.
Диломдық жұмыс экспериментальдық есептерде қамтылған, бұл есептер оқушының өте жоғары дайындық- іскерлігін талап ететін практикум жұмыстары ретінде алынады да, минимум құралдар және тапсырма беріледі.

І бөлім.
1. Тұрақты ток. Тұрақты ток тізбектері.
3.1 Тұрақты ток электр тізбегі
Қарапайым электр тізбегі электр энергиясының көзінен Е, энергия тұтынушыдан Т және энергия көзі мен тұтынушыны байланыс тыратын екі өткізгіш жалғастырушы сымдардан С1 және С2 тұрады. Жалғастырушы өткізгіш сымдар электр энергиясының көзіне оң (+) және теріс (-) полюстер деп аталынатын екі қысқыштар арқылы қосылады. Электр энергиясының көзі механикалық, химиялық, жылулық тағы баска энергия түрлерін электр энергиясына түрлендіреді. Тұтынушыда электр энергиясы басқа энергия түрлеріне-механикалық, жылулық, химиялық, жарық т.б. айналады. Электр энергиясының көзіне генераторлар қандай да болмасын механикалық қозғалтқыштармен қозғалысқа келетін электр машиналары ,аккумуляторлар және гальваникалық элементтер жатады.Электр тұтынушылары ретінде жарықтандырғыш шамдар, электр қозғалтқыштары, электрқыздырғыш аспаптар т.б. пайдаланылады. Гальваникалық элементтерде, аккумуляторларда бірінші жағдайда гальваникалық элементтер батареяларын, екінші жағдайда аккумулятор батареяларын құру үшін бір-бірімен жалғастырылады. Электр энергиясының көзі оған өткізгіш сымдар арқылы қосылған энергия тұтынушымен бірге тұйықталған электр тізбегін құрады. Тұйықталған электр тізбегінде үздіксіз зарядтар қозғалысы пайда болады, оны электр тоғы деп атайды. Металл өткізгіштеріндегі тұрақты ток еркін электрондардың тұйық тізбек арқылы қалыптасып бағытталған қозғалысы болып табылады. Схемаларда ток пен кернеудің оң бағыттарын плюстен минуске қарай бағдарланған нұсқамалар арқылы шартты түрде белгілеу қабылданган. Бір-бірінен белгілі қашықтықта орналасқан екі өткізгіштердегі ток осы өткізгіштерге әсер ететін механикалық күш туғызады. Ток өлшемінің бірлігі ампер (А) болады. Халықаралық бірліктер жүйесінде (СИ) ампер-өзгермейтін ток, ол ұзындығы шексіз,өте болмашы дөңгелек қималы қатар түзу сызық бойымен вакуумде бір-бірінен 1м қашықтықта орналасқан екі өткізгіштерден өткенкезде,осы өткізгіштер арасында әрбір метр ұзындығына шаққанда 2.10-7 Н (Ньютон) күш тудырады. Халықаралық бірліктер жүйесінде күш бірлігі-ньютон (Н) болады.Элеткр тоғы өткізгіштің кесе-көлденең қимасы арқылы белгілі уақыт бірлігінде өткен (кулонмен өлшенетін) электр мөлшерің анықтайды. Егер өткізгіштен 1А ток өтсе,онда осы өткізгіштің көлденең қимасы арқылы 1 с ішінде 1 Кл электр мөлшері өтеді. Жалғастырғыш өткізгіш сымдар мен энергия тұтынушы сыртқы электр тізбегін құрады. Бұл тізбекте ток энергия көзінің қысқыштары арасындағы потенциалдар айырымының әсерінен пайда болады және ол потенциалы жоғарырақ нүктеден(оң қысқыш) потенциалы төмендеу нүктеге(теріс қысқыш) қарай бағытталған.Потенциалдар айырымы сияқты потенциал да вольтпен (В) көрсетіледі.

3.2 Электр қозғаушы күш
Тұйықталған тізбектегі электр тоғы энергия көзінің электр қозғаушы күші әсерінен ағады. Тізбекте ток жоқ болған жағдайда да яғни тізбек ажыратылған кезде де энергия көзіңде электр қозғаушы күші пайда болады. Тізбекте ток жоқ болган жагдайда да ЭҚҚ энергия көзінің қысқыштарындағы потенциалдар айырымына тең. Потенциалдар айырымы сияқты, ЭҚҚ вольтпен (В) көрсетіледі. Тұйықталған электр тізбегінде де, ажыратылған тізбетке де ЭҚҚ энергия көзінің қысқыштарындағы понциалдар айырымын үзбей ұстап тұрады. Тұйықталған тізбекте ток үздіксіз ағуы үшін энергия көзі ішіндегі зарядтар қозғалысы электр өрісі күшінің әсеріне қарама-қарсы бағытталған болуы керек. Зарядтардың мұндай қозғалысы сырттан берілген күштердің әсерінен болады. ЭҚҚ бар екендігіне көз жеткізу үшін энергмя көзінің полюстеріне жалғастырушы өткізгіш сымдар орнына вольтметр деп аталатын аспапты қоссы болғаны. Ол кезде вольтметр нұсқама тілі (стрелкасы) белгілі бір бұрышқа ауытқиды. Энергия көзінің ЭҚҚ көп болған сайын вольтметр нұсқама тілінің ауытқуы да солғұрлым көп болады.
Бірақ вольтметр төменде көрсетілетіндей, ЭҚҚ көрсетпейді, ол ток көзінің қысқыштарындағы кернеуді көрсетеді. Кеунеу ЭҚҚ сияқты вольтпен (В), киловольтпен (кВ), милливольтпен (мВ) өлшенеді. Кез келген өткізгіштегі электр зарядтарының бағытталған қозғалысына оның молекулалары мен атомдары бөгет жасайды. Сондықтан тоқтың өтуіне сыртқы тізбекте, энергия көзінің өзі де кедергілер туғызады. Электр тізбегінің электр кедергісі (қысқаша кедергі ) деп атайды. Тұйыкталган электр тізбегіне қосылған электр энергиясының козі электр энергиясын сыртқы және ішкі тізбектер кедергілерін жеңу үшін жұмсайды. Электр кедергісі R(r) әрпімен белгіленеді. Схемаларда кедергілер 3а -- суретте көрсетілгендей бейнеленеді. Электр тізбегіне қосылатың және кедергілері бар құрылғыларды резисторлар деп атайды. Кедергінің өлшеп бірлігі ом болады. Өткізгіш сымында тұракты потенциал айырымы 1В болған кезде одан 1А тоқ өтсе, онда өтқізгіш сымның электр кедергісі 1 Ом болады, яғни 1Ом=1В1А. Үлкен кедергілерді өлшеу ушін омнан мың және миллион есе көп бірліктер қолданылады. Олар кило ом (кОм) және мегаом (МОм) деп аталады; 1 кОм =1000 ом; 1 МОм=1000000 Ом. Өткізгіштердің электр тоғына көрсететін кедергісі олар жасалынған материалға сонымен қоса оның ұзындығы мен көлденең қимасының ауданына байланысты болады. Егер бір материалдан жасалынған екі өткізгішті салыстырсақ, онда көлденең кима аудандары тең болган жағдайда, ұзындау өткізгіштің кедергісі үлкен болады, ал ұзындығы бірдей өткізгіштердің қайсысының көлденең қима ауданы үлкен болса,оның кедергісі аз болады. Өткізгіш материалдың электрлік қасиеттерін бағалауға меншікті кедергі (р) қолданылады. Меншікті кедергі - ұзындығы 1 м, көлденең қима ауданы 1мм2 өткізгіш сымның кедегісі. Егер меншікті кедергісі p материалынан жасалған өткізгіштің ұзындыгы l метр, көлденең қима ауданы S мм2 болса, онда баолық өткізгіш кедергісі R=pSl Өткізгіш кедергісі температуға тәуелді болады және металл өткізгіштердің кедергісі арта түседі. Әр металл үшін кедергінің температуралық коэфиценті а деп анықталған, ол өткізгіш температурасын 1ºС-қа өзгерткен кезде оның бастапқы кедергісінің 1 Ом-ға шаққандағы өсімін анықталады. Әр түрлі Т2 және Т1 температуралы R2 және R1 кедергілердің ара қатынасы былайша анықталады.
R2 = R1 {1+α (T2 - T1)}
Бұл ара қатынас температура 100 ºС төмен болғанда ғана орнында алатынын ескеру қажет.
R 3-cурет. Шартты белгілері:
а - резистор (кедергі)
а) б- реостат
R

R

б)
Реттелген кедергілерді реостаттау деп аталады. Реостаттар үлкен меншікті кедергілері бар сымларлын, мысалы, нихромнан жасалынады. Реостаттар кедергісі біркелкі немесе сатылап өзгерілуі мүмкін. Схемеларда реостатар 3,б- суретте көрсетілгендей шартты белгілермен бейнеленеді. Өткізгіштердің электр тогы өткізу қабілеттілігі өткізгіштілікпен g сипатталады, оның мәні кедергіге кері пропорционал. Өткізгіштіліктің бірлік өлшемі - сименс (1Ом ,Ом-1) .

Сонымен, кедергі мен өткізгіштілік арасындағы қатынас мынадай :
g=1R және R= 1g
Өткізгіш материалының меншікті кедергісіне кері шама меншіктікті өткізгіштілік деп аталады да оны γ әрпімен белгілейді.
Сонымен, заттың меншікті кедергісіне кері шама меншікті өткізгіштілік арасында мынадай қатынастар болады:
γ = 1р және p= 1γ

3.3 Тізбек бөлігіне арналған Ом заңы. Электр тізбегі
Тұйықталған тізбектегі ЭҚҚ, кедергі және арасындағы байланысты Ом заңымен өрнектеуге болады. Ом заңы былайша тұжырымдауға болады: тұйықталған тізбектегі ток электрқозғаушы күшіне тура пропорцоинал және барлық тізбектің кедергісіне кері пропорционал.
Тізбектегі ток ЭҚҚ әрекетінен пайда болатын энергия көзінің ЭҚҚ көп болған сайын, тұйықталған тізбектегі ток та көп болады. Тізбек кедергісі ток өтуіне бөгет жасайды, сондықтан тізбек кедергісі өскен сайын ток мөлщері азаяды.
Ом заңын мынадай формуламен өрнектеуге болады:
I = E(R+R0) немесе E=I (R+R0)
Мұндағы R - тізбектің сыртқы бөлігінін кедергісі; R0 - энергия көзінің ішкі кедергісі.
Келтірілген формулаларда ток ампермен, ЭҚҚ вольтпен, келергі оммен көрсетілген.
Мөлшері аз токтарда көрсету үшін ампер орнына одан мың есе аз миллиампер (мА) деп аталатын өлшем бірлігін қолданады; 1А = 1000мА.
Барлық тізбектің кедергісі: R+R0 = EI.
Ом заңы барлық электр ғана емес, оның кез келген R бөлігіне де тура келеді. Егер тізбек учаскесінде энергия көзі жоқ болса, онда бұл бөлікте оң зарядтар потенциалы жоғарылау нүктеден потенциалы төмендеу нүктелерге ауысуы. Энергия көзі осы учаскесінің басы мен соңы аралығындағы потенциалдар айырымын ұстап тұрады да оған белгілі мөлшердегі энергия жұмсайды. Осы потенциалдар айырымын қаралған учаскенің басы мен соңы аралығының кернеуі деп аталады.
Сонымен, Ом заңын тізбектің учаскесіне қолдана отырып алатынымыз: I= UR
Ом заның былайша тұжырымдауға болады: Электр тізбегі учаскесіндегі ток, учаске ұштарындағы кернеуді оның кедергісіне бөлгенге тең болады.
Тізбек учаскесіндегі кернеу ток пен осы учаске кедергісінің көбейтіндісіне тең, яғни U=R* I

Ом заңы формуласына тұйықталған тізбек үшін алаиынымыз:
E=IR+IR0= U+IR0
Мұндағы IR- кернеудің R кедергісінде кемуі, яғни сыртқы тізбекке түскен кернеу немесе энергия көзіне (генератордың) қысқыштарындағы кернеу U; IR0 - кернеудің R0 - кедергісінде кемуі, яғни энергия көзінің (генератордың) ішіне түскен кернеу.
Тізбектегі токты өлшеу үшін амперметр(миллиамперметр) деп аталатын аспап қолданылады. Кернеу , жоғарыда айтылғандай, волтьметрмен өлшенеді. Амперметрді қосу үшін ток тізбегі ажыратылады, ажыратылған сымдардың екі ұшын амперметрдің қысқыштарының қосады.
Сонда аспап арқылы барлық өлшенетін ток жүреді. Волтьметр берілген учаскіге тіскен кернеуді көрсетіді. Егер волтьметрді сыртқы тізбектің бас жағына - энергия көзінің полюстеріне қоссақ, онда ол барлық сыртқы тізбекке түскен кернеуді көрсетеді. Бұл әрі энергия көзінің қысқыштарындағы кернеу болып табылады.
Сыртқы тізбектің кедергісі азайған кезде энергия көзінің қысқыштарын дағы кернеу де азаяды. Энергия көзінің қысқыштары кедергісі 0-ге жақын өткізгіш сымдарымен қосса, онда тізбектегі ток I= ER0. Бұл формула қаралып отырған энергия көзі тізбегіндегі ең үлкен ток мөлшерін анықтайды. Сыртқы тізбек кедергсінің із жүзінде 0-ге тең болғандығы жұмыс тәртібін қысқа тұйықталу деп атайды.
Оқшаулағыш жамылғысы түсіп қалған металл (әдетте мыс) сымдары өзара түйіскенде өте аз кедергі тудырады. Оны тұтынушы кедергісімен салыстырғанда 0- ге жақын деп қарауға болады.
Электр аппараты қысқа тұйықтау тогынан қорғау үшін әртүрлі сақтандырғыш құрылғылары қолданады.

ІІ. НЕГІЗГІ БӨЛІМ
2. Ток көздері. 8 сынып есептер.
8-сынып, №1 есеп
Берілгені: t1= 1мин = 60с U1= Uэск + Uа ; t2=45с U2= Uэск + 2Uа ; U3 = Uэск .
Тк: t3 - ?
Талдау: Есептің шығарылу идеясы - қозғалыс түзу сызықты бірқалыпты деп алып, үш жағдай үшін қозғалыс теңдеулерін жазуға және ары қарай белгісіз шамалардан құтылып, ізделініп отырған шаманы табуға негізделген. Үш жағдайда да жол L және бірдей болғандықтан:
Uэск + Uа = , мұны екіге көбейтсек: 2Uэск + 2Uа = (1), Uэск + 2Uа = (2)
және: Uэск = (3) Егер (1) - ден (2) - ні алсақ: Uэск = (4) (4)-пен (3) - ті теңестірсек:
(5) - соңғы қажетті формуланы аламыз.
Сан мәндерін қойсақ, есеп жауабы: t3 = 90с = 1,5 минут
№2 есеп.
Берілгені: S=6.10-4 м2 ; α =60o ; U=12мс.
Тк: F - ?
Талдау: Есептің шығарылу идеясы - су ағыны бұрыш жасай серпімді соғылғанда қабырға алатын импульс екі еселенген су импульсінің қабырға нормаліне проекциясына тең екендігіне және қабырғаға әсер ететін күш импульсі су импульсінің өзгерісіне тең екендігіне негізделген.
Онда: FΔt = 2mUx (1) Ux=U cos α FΔt = 2mUcos α (2)
m = ρ V = ρ S L = ρ S U Δt (3) (3) -ті (2) -ге қойсақ:
F = 2 ρSU2cos α (4) - соңғы қажетті формуланы аламыз.
Сан мәндерін қойсақ, есеп жауабы: F = 86,4 Н
№3 есеп.
Берілгені: t1=15oC ; m1=0,25кг; m2=2.10-2 кг ; t2=0oC ; Δt=5oC,онда: t3=10oC ;
c=4,2.103 Джкг.оС ; λ = 330.103 Джкг.
Тк: Δmсу-?
Талдау: Есептің шығарылу идеясы - жылу балансы теңдеуін қолдануға негізделген. Дәлірек айтсақ, су салқындағанда бөлінетін жылу дымқыл қар құрамындағы қарды еріту мен ондағы жалпы су жылығанда алынатын жылу мөлшерлерінің қосындысына тең болады.
Q1 + Q2 = 0 (1) және мұндағы: Q2 = Q2 + Q2 (2)
Q1 - су беретін
Q2 - дымқыл қар құрамындағы қарды еріту үшін
Q2 - 0оС-тағы m2 суды жылыту үшін берілетін жылу мөлшерлері және
Q1= cm1 (t3-t1) (3) , Q2 = (m2 - Δmсу) λ (4) , Q2 = cm2(t3 - t2) (5)
(2), (3), (4) және (5) - ті (1) - ге қойсақ:
cm1 (t3-t1) + (m2 - Δmсу) λ + cm2(t3 - t2) = 0, Δmсу= (6) - соңғы қажетті формуланы аламыз. Онда сан мәндерін қойсақ, есеп жауабы: Δmсу ≈ 0,007кг = 7 г
№4 есеп.
Берілгені: R1; R2; R3; R4; P1- белгілі.
Тк: P2; P3; P4 - ?
Талдау: Есептің шығарылу идеясы - өткізгіштерді тізбектей және параллель жалғау заңдылықтарына негізделген.
R1 және R2 үшін I1,2 ортақ және: I1,2= (1), онда P2 = Онда (1) - ді ескерсек: P2 = R2 (3)
Және , яғни: (4) , бұдан:
(5) Ал: (6) және (7) екені белгілі, онда (5)-ті (6) және (7)-ге қойсақ, сонымен қатар (1) - ді ескерсек:
және
Яғни, есеп жауаптары: (3), (8) және (9) теңдеулер.
9-сынып, №1есеп.
Берілгені: L=2м; R - L2 =9м; онда: R1 =8м; R2 =10м; N1 =8,4айн.
Tk: N2 =?
Талдау: Есептің шығарылу идеясы - трактордың сәйкес дөңгелегі R-радиусты α-рад бұрышқа бұрылғандағы - αR-жүрген жолы дөңгелектің N айналыс жасағандағы жолына тең болу жағдайы болып табылады.
Яғни, трактор α - рад бұрышқа бұрылды десек және екі дөңгелек радиустары r бірдей.
Онда ішкі дөңгелек үшін:
α R1 = N1 2П r (1)
Сыртқы дөңгелек үшін: α R2 = N2 2П r (2)
(2)-ні (1)-ге бөлсек:
, бұдан: N2 = N1 (3)
Сан мәндерін қойсақ: N2 =10,5айн. Есеп жауабы: N2 =10,5айн.
№2есеп.
Берілгені: U - - - - 1=Uтүлкі-тұрақты; U2=Uит-шамасы тұрақты, бағыты түлкіге бағытталып,
өзгереді; U2 перпендикуляр U1 болғанда қашықтық L.
Тк: а2=?
Талдау: Есептің шығарылу идеясы - ит үдеуі ретінде - бұрыштық үдеу анықталады, себебі нормаль үдеу ретінде анықтауға R=L қашықтық тұрақты емес.
Бұрыштық үдеу:
= (1),
мұндағы: - бұрыштық жылдамдық және = (2), ал уақыт: t = (3)
(2), (3) -- (1), онда = (4). Есеп жауабы: =
Тексеру: [ε] =
№3есеп:
Берілгені: τ1=10мин; t1 =20°C; t2 =70°C; τ2=83мин; t3 =232°C; λ=58,5 · 103 , қалайы.
Тк: с - ?
Талдау: Есептің шығарылу идеясы - екі жағдайда алынатын жылу мөлшерлері қыздырғыш қуатына және уақытқа тура пропорционал анықталатынына негізделген.
Q - 1=cm(t2 - t1), (1) және екінші жағынан: Q - 1=P τ1 (2). Сол сияқты
Q2= Q2 + Q2 = cm(t3 - t2) + mλ (3) және екінші жағынан: Q - 2=P τ2 (4)
(2) -- (1) : cm(t2 - t1) = P τ1 (5)
(4) -- (3) : cm(t3 - t2) + mλ = P τ2 (6)
(5)-ті (6) - ға мүшелеп бөлсек: c = (7) - соңғы қажетті формула.
Сан мәндерін қойсақ: с ≈ 230 Яғни, есеп жауабы: с ≈ 230
№4есеп. 8- сыныптың №4 есебі.

10 сынып, №1 есеп.
Берілгені: U1=Uлента - тұрақты ; U2=Uжүк = 5мс ; t = 4c өткенде U2 -- U1 ; μ = 0,2
Тк: 1) U1- ? 2) Sжүкжер - ? 3) Sжүклента - ?
Талдау: Есептің шығарылу идеясы - есеп қозғалыс салыстырмалылығына берілгендіктен, қозғалысы қарастырылатын дене үшін санақ жүйелерін дұрыс таңдап ала білуге және динамика заңдарын [(1)-теңдеу] тиімді пайдалана білуге негізделген.
Жүктің алғашқы қозғалыс бағытын оң бағыт деп алсақ, оның лентаға қатысты үдеуі үйкеліс күші әсерінен туындайтындықтан:
a = - μ g (1), және (2) (3)
Ал Sжүкжер - жерге қатысты орташа жылдамдық бойынша анықталады, яғни:

Sжүкжер= (4)

Ал, Sжүклента - ны анықтау үшін жүк қозғалысын лентаға қатысты жүйеде қарастырсақ және лента тыныштықта деп алсақ, жүктің лентаға қатысты алғашқы жылдамдығы:
(5) - бойынша анықталар еді және лентаға қатысты соңғы жылдамдығы ноль, онда:

Sжүклента = = (6)

(1) - ден: а = - 2 мс2 ; онда (3), (4), (5) және (6) - бойынша сан мәндерін қойсақ:

U1 = - 3 мс, Sжүкжер= 4м , (5) - тен мс болғандықтан: Sжүклента = 16 м.
Яғни, есеп жауаптары: U1 = - 3 мс ; Sжүкжер= 4м ; Sжүклента = 16 м.

№2 есеп. (9-сыныптың №2 есебі)
№3 есеп.
Берілгені: V=120 ; t1=15 °C ; T1=288°K ; t2=25 °C ; T2=298°K ; p=750мм.рт.ст=9,98·104Па; μ = 29·10-3
Тк: ΔN - ?
Талдау: Есептің шығарылу идеясы - процесс изобаралық және шығып кеткен ауа молекулалары санын немесе ауа массасын идеал газ күйі теңдеуін - берілген бөлме көлемі үшін екі рет жазып анықтауға негізделген. Егер mo - жеке молекула массасы, Δm -шығып кеткен ауа массасы десек:
ΔN = (1) Мұндағы: m1 және m2 Т1 және Т2 температуралардағы бөлме ішіндегі ауа массалары. Онда, V-көлемде екі жағдай үшін тұрақты болғандықтан:
(2) (3) Бұдан, шығып кеткен ауа массасы: (4)
(4)-ті (1)-ге қойсақ: (5) - соңғы қажетті формуланы аламыз.
Сан мәндерін қойсақ:
ΔN ≈ 1026молекула. Есеп жауабы: ΔN ≈ 1026молекула.

№4 есеп.
Берілгені: ν1= 30кГц ; d2 =1,44d1 ; L1 = L2 = L
Тк: ν2 = ?
Талдау: (1) (2)

(3) -- (2) (4) қажетті
соңғы формуланы аламыз.
Сан мәнін қойсақ: ν2 = 36кГц. Яғни, есеп жауабы: ν2 = 36кГц.

11сынып. №1 есеп. (9-сыныптың №2 есебі)
№2 есеп.
Берілгені: C1-белгісіз ; U1=80В ; C2=60.10-6 Ф; U2=16В ; U3= Uж =20В ; a) біртекті ; б) әртекті астарлар.
Тк: a) C1 - ? б) C2 - ?
Талдау: Есептің шығарылу идеясы - электр зарядының сақталу заңын және конденсаторларды параллель қосу теңдеуін пайдалануға негізделген. Электр зарядының сақталу заңын жалпы түрде жазсақ: qж = q3 = q1 +- q2 (1)
Конденсаторлар параллель қосылады, онда:
С3 = Cж = C1 + C2 (2); және: q1=C1 U1 ; q2=C2 U2 ; q3=C3 U3 (3)-теңдеулерді аламыз.
a) Біртекті астарлармен қосылғанда (1) -ден: q3 = q = q1 + q2 (4)
(C1+C2)U3=C1 U1 +C2 U2 , бұдан: C1= (5)
б) Әртекті астарлармен қосылғанда және q1 q2 десек, (1)-ден: q3 = q = q1 - q2 (6)
(C1+C2)U3=C1 U1 - C2 U2 , бұдан: C1= (7)
Сан мәндерін қойсақ, есеп жауаптары: а) C1= 4.10-6 Ф = 4мкФ
б) C1= 36.10-6 Ф= 36мкФ

№3 есеп.
Берілгені: L=1м ; =5мс ; α = 90o ; U=2.10-2B
Тк: В - ?
Талдау: Есептің шығарылу идеясы - R өте аз шама десек, индукцияланатын ЭҚК шамасы U - кернеуге тең деп алуға болады.
Онда: U=LB sin α (1), ал sin90o=0 , бұдан: (2) - қажетті формуланы аламыз.
Сан мәндерін қойсақ, есеп жауабы: В = 4мТл.
№4 есеп.
Берілгені: C1=56.10-12Ф ; C2=667.10-12 Ф ; λ1=40м ; λ2= 2600м ; с = 3.108мс.
Тк: L1-? L2-?
Талдау: c = λ ν = λT, бұдан: T= λc (1) (2) -- (1) λc= , бұдан:
(3) - соңғы қажетті формуланы аламыз.
(3)-теңдеу бойынша сан мәндерін қойсақ, индуктивтіліктің төрт мәнін аламыз, бізге оның екеуі жеткілікті. Оны анықтау үшін:
(3)-тен: (4)-теңдеуді пайдаланамыз. Онда (4)-теңдеуден толқын ұзындықтарының шеткі мәндерін қанағаттандыратын төмендегі теңдеулерді алуға болады.
(5) және (6) Бұдан бізге қажетті соңғы теңдеулер: (7) және (8)
Сан мәндерін қойсақ, есеп жауаптары: L1 = 59,5Гн және L2=325Гн

Электр тогы деп электр зарядтарының кез-келген реттелген қозғалысы аталады.
Ток өткізетін орталарда (өткізгіш орта) еркін зарядтардың электр өрісі әрекетінен реттелген қозғалысынан пайда болатын электр тогы өткізгіш ток деп аталады. Электр тогының пайда болу шарттары:
а) берілген ортада еркін ток тасымалдаушылардың, яғни ортада реттеліп қозғала алатын зарядталған бөлшектердің болуы;
б) берілген ортада энергиясы электр зарядтарының реттелген қозғалысына жұмсалатын сыртқы электр өрісінің болуы;
Бұл екі шартты орындауу үшін электр тізбегін құрады. Электр тізбегінің негізгі бөлігіне ток көзі, жалғағыш сымдар, тізбекті қосып, ажырататын элементтер, ток тұтынушылар жатады.
Токтың әрекетін бағалау үшін ток күшідеп аталатын физикалық шама енгізілген. I ток күші деп өткізгіштің көлденең қимасы арқылы бірлік уақыт ішінде қандай ∆qзаряд өтетінін көрсететін физикалық шаманы айтады, яғни
I=∆q∆t
Ток күші ампермен өлшенедіI=A
Егер ток күші мен оның бағыты уақыт бойынша өзгеріссіз қалса, онда электр тогы тұрақты электр тогыдеп аталады. Тұрақты ток үшін
I=qt
Зарядтың ток көзінен алған электр энергиясының ток көзінің ішкі құрылысына тәуелділігін сипаттайтын шама ток көзінің электрқозғаушы күші деп аталады және ЭҚК болып белгіленеді. Ток көзінің электр қозғаушы күшін бірлік оң зарядты тасымалдау кезінде тосын күштердің атқаратын жқмысымен өлшейді:
ξ=Aбq
Халықаралық бірліктер жүйесінде (SI)ЭҚК-нің өлшем бірлігіне1В (вольт) алынады: 1В=1ДжКл
Тізбек бойымен өтетін токқа өткізгіштің кедергі жасау қасиетін сипаттайтын Rшаманы кедергі деп атайды. Ток күшінің кернеу мен кедергіге тәуелділік заңын 1827 жылы Георг Ом ашты.
Тізбек бөлігіндегі ток күші - оcы бөліктің ұштарындағы кернеуге тура пропорционал, өткізгіштің кедергісіне кері пропорционал:
I=UR
SI жүйесінде кедергіні Оммен өрнектейді:
1 Ом=1ВА
1 Ом - ұштарының арасындағы кернеу 1 В болғанда, бойынан 1 А ток өтетін өткізгіштің кедергісі.
Өткізгіштің кедергісі оның l ұзындығына, S көлденең қимасының ауданына және жасалынған материалдың қасиеттеріне тәуелді:
R=ρlS
мұндағы, ρ - өткізгіш материалының меншікті кедергісі. Меншікті кедергі өткізгіштің бірлік ұзындығы және көлденең қимасының бірлік ауданымен анықталатын физикалық шама.
Тұйық тізбектегі ток күші ток көзінің электрқозғаушы күшінің шамасына кері пропорционал және тізбектің ішкі, сыртқы кедергілерінің қосындысымен анықталатын толық кедергісіне кері пропорционал:
I=ξR+r
Толық тізбек үшін Ом заңының екі шекті жағдайын қарастырайық.
1. Егер R≫r --I=ξR
2. Егер R=0-- Imax=ξr . Бұл құбылыс қысқа тұйықталу деп аталады.

III Сабақты бекіту:
№19-1
Берілгені:
Талдау:
r= 0,25 Ом
Толық тізбек бөлігі үн Ом заңы:
l= 5 м
I=ξR+r -- ξ=IR+r (1);
S=0,2 мм2= 0,2*10-6 м2
R=ρlS (2);
I= 0,5 А
(2) -- (1) : ξ = I(ρlS+r)
ρ= 0,1 мкОм*м = 0.1*10[-6]Ом*м

тк: ξ = ?

Шешуі: ξ= 0,5(0,1*10-6*50,2*10-6+0,25)= 1,375 В
Жауабы: 1,375 В
IV Қорытынды: бағалау

2.1 Резисторларды тізбектеп қосу
Электр тізбегінде әртүрлі кедергісі бар бірнеші энергия тұтынушылар болуы мүмкін.
Генератордың сыртқы тізбегі. R1 R2 R3 - кедергілері бар үш энергия тұтынушыларына тұрсын дейік. Әрбір тұтынушының тұйықталған бір электр тізбегіне бірінен соң бірі тізіп жалғауды тізбектеп қосу деп аталады. Мұндай тізбекте барлық тұтынушыларда бірдей ток өтетіне көз жеткізу қиын емес. Ал сыртқы тізбектің кедергісі тұтынушылар кедергісінің қосындысына тең болады. Біздің жағдайда Ом заңы формуласы мынадай түрде болады:
I= E(R0+ R1 +R2 +R3)
Тізбектеп қосылған тұтынушылардан тұратын тізбектің барлық учаскелеріндегі ток бірдей болғандықтан, кернеулер олардың кедергісін тура пропорционал немесе өткізгіштігіне кері пропорционал болады, яғни
U1*U2*U3=R1 R2 R3=1g1*1g2*1g3
Тұрақты кернеу кезінде ток тізбек кедергісіне тәуелді болады. Сондықтан тізбектеп қосылған тұтынушылардың бірінңің кедергісі өзгерсе, онда ол тізбектің жалпы кедергісі мен әрі ондағы токтың өзгеруіне алып келеді. Бұл кезде барлық тұтынушыларда кернеулер де өзгереді. Қатарлап (параллель) қосылған деп электр тізбегіндегі элементтердің тек бір ғана кернеу астында болуын айтамыз. Параллель қосылған резисторларда ток төрт тармаққа тармақ талады. Мұндай жағдайда тізбектің жалпы кедергісі азаяды немесе жеке тармақтар өткізгіштіліктерінің қосындысына тең тізбектің жалпы өткізгішілігі көбейеді.Бұл айтылғандарға оңдай көз жеткізуге болады. Ол үшін параллель қосылғанөткізгіштердің санының көбеюін өткізгіштің көлденең қима ауданының өскендігіне бара-бар деп қараса болғаны. Сонымен барлық өткізгіштер жиынтығының өткізгіштілігін g Тарам тізбегі берілген. Өткізгішілік кедергіне кері шама болғандықтан бұл формуланы мынадай түрде жазуға болады:
1R=1R1+1R2+1R3+1R4
Бұл формулада R параллель қосылған төрт резисторлардың жалпы немесе балама кедергісі. Балама кедергінің мәні берілген төрт резисторлардың қай - қайсысына болса да кіші болады. Алынған теңдеулерді дәлілдейік. Тармақталмаған тарамдағы токты І, және тарамдардағы сәйкес токтарды - І1 , І2 , І3, І4 , а және в нүктелері арасындағы кернеуді - U, осы нүкте аралығындағы жалпы кедергіні - R, әріптерімен белгілейік. Ом заңы негізінде мынадай теңдіктерді жазайық:
I=UR, I1=UR1, I1=UR2, I3=UR3, I4=UR4
Кирхгофтың бірінші заңы бойынша: І = І1 + І2 + І3 + І4
I1 R1=U; I2 R2=U; I3 R3=U; I4 R4=U;
Бұл теңдеулердің оң жақтары бір бірімен тең болғандықтан, олардың сол жақтары да тең:
I1 R1=I2 R2=I3 R3=I4 R4
Келтірілген теңдеулерден мынадай қатынастарды аламыз:
I1I2=R2R1; I2I3=R3R2
Бұл қатынастар параллель қатар қосылған резисторлары бар тізбектердегі токтар осы кедергілерге кері пропорционал немесе өткізгіштер өткізгіштілігіне тура пропорционал болып таралатындығын көрсетеді. Сонымен, параллель қосылған резистордың мәні көп болған сайын, ондағы ток мөлшері аз болады және керісінше болады. Егер түйіндер арасындағы кернеу өзгермейтін болса, онда осы түйіндер арасына қосылған резисторлардағы токтар, олардың тізбектеп қосқаннан өзгешілігі, бір-бірінен тәуелсіз болады.Тізбектен бір немесе бірнеше резисторлар алынып тасталынса, қалған резисторлар алынып тасталынса,қалған резистор жұмысына олар әсерін тигізбейді. Сондықтан көпшілік жағдайда жарықтандыргыш Резисторларды электр шамдары, электр қозғалтқыштар, тағы басқа аралас қосу. Электр энергиясын қабылдағыштар электр торабына қатар қосылады. Электр тізбегінің участкесінде қатар қосылған қабылдағыштар қаралап отырған учаскедегі және жалпы тізбектегі токтарды өзгертуге алып келеді. Мысалы, кедергілері Ом және резисторларды, ал кернеуі желіге тізбектеп қосқан кезде тізбектегі ток.Егер электр тезбегінде бір-бірімен параллель қосылған резисторлар басқа резисторларға тізбектеліп жалғанса, онда оларды осылай қосуды аралас қосу деп атайды. Аралас қосылған бірнеше резисторларының жалпы немесе балама кедергісін табу үшін алдымен параллель немесе тізбектеп қосылған резисторлардың кедергісін табады, сонда соң оларды есептеп табылған бір резистормен алмастырады. Мысалы, а және в нүктелерінің арасындағы кедергіні табу керек: ал содан соң алынған кедергі мәнін мәніне қосу керек

2.2 Кирхгофтың бірінші және екінші заңы
Тізбектеп қосылған энергия көзі мен тұтынушылардан тұратыны электр тізбектерінде барлық тізбектегі ток, ЭҚК және кедергі немесе қандай да болмасын тізбек участкесіндегі ток, кернеу және кедергі арасындағы қатынас Ом заңымен аңықталады. Бірақ, көбінесе іс жүзден қолданылатын тізбектерде ток қандай да болмасын бір жерден шығып, әр түрлі жолменен тарап бір немесе бірнеше нүктелерде ұшырасады. Ұшырасу нүктелерінде бірнеше өткізгіш сымдар түйісіп ұштасады. Мұнда түйісу нүктелерін түйіндер (түйін нүктелері) деп атайды, ал қатар жатқан екі түйіндерді қосатын тізбек участкесін тізбек тармағы деп атайды. Тұйықталған электр тізбегінде электр зарядтары оның бірде бір нүктесінде жиналып қала алмайды. Өйткені бұл тізбек нүктелерінің потенциалдарын өзгертуге алып келер еді. Сондықтан қандай да бір түйінге белгілі уақыт бірлігінде келетін электр заряды, осы түйіннен сол уақыт бірлігінде кететін зарядқа тең.
Айталық, а түйінінде тізбек төрт тармаққа тармақталады да қайтадан б түйінінде қосылады. Тізбектің тармақталмаған бөліктеріндегі токты І арқылы, ал тарамдағы токтарды І1, І2 ,І3 , және І4 арқылы сәйкес белгілейік. Онда мұндай тізбектегі токтар арасында мынадай байланыс болады:
І = І1 + І2 + І3 + І4 .
Егер түйінде бағыттары әртүрлі тогы бар бірнеше өткізгіш сымдар ұшырасса, онда теңдіктің сол бөлігінде түйінге келетін токтардың қосындысы жазылады, ал оң жағында түйіннен кететін токтардың қосындысы жазылады. Бұл формула Кирхгофтың бірінші заңы болып табылады. Кирхгофтың бірінші заңын былай тұжырымдауға болады: электр тізбегіндегі түйінге (түйін нүктесіне) келетін токтардың қосындысы, осы түйіннен токтардың қосындысына тең немесе электр тізбегінің түйін нүктесіндегі токтардың алгебралық қосындысы нольге тең. Бұл жерде түйінге келетін токтарды оң, ал түйіннен кететін токтарды теріс токтар деп қарайды. Кирхгофтың екінші заңын былай тұжырымдауға болады: кез келген тұйықталған электр тізбегінде барлық ЭҚК-дің алгебралық қосындысы, осы тізбекке тізбектеп қосылған кедерлермен кернеулер қосындысына тең, яғни
Теңдеулер құрғанда тізбекті айналып өту бағытын анықтап алады және токтарға кез-келген бағыт беріледі.
Егер электр тізбегіне бағыттары бір-бірімен тура келетін екі ЭҚК (1, а-суреттегідей) сәйкес қосылған болса, онда тізбектің жалпы ЭҚК осы
+ - + -
Е1 Е2
а)
+ - - +
б)
1- сурет. Электр энергиясы көздерін қосу.
а - сәйкес б - қарама - қарсы
ЭҚК қосындысына тең, яғни E=E1+E2. Егер тізбекке қосылған екі ЭҚК бағыттары бір-біріне қарама-қарсы болса, яғни 1, б-суреттегідей қарсы қосылса, онда тізбектін жалпы ЭҚК осы көздердің ЭҚК айырымына тең: E=E1-E2
Электр тізбегіне ЭҚК әртүрлі бағытта болатын бірнеше энергия көзі тізбектеп қосылса, онда жалпы ЭҚК барлық энергия көздерінің ЭҚК-терінің алгебралық қосынысына тең. Алгебралық қосындыны тапқанда бір бағыттағы ЭҚК плюс таңбасымен, ал қарама-қарсы бағыттағы ЭҚК минус таңбасымен аламыз.

Әдетте тұйықталған тізбек, күрделі тізбектің бір бөлігі болып табылады. Тұйық тізбек а, б, в, г әріптермен белгіленген. а, б, в, г нүктелерінің тарамдалуына байланысты l1,l2,l3,l4 токтары мәндерінің айырмашылығы бола отырып, олар әртүрлі бағытта мүмкін. Мұндай тізбек үшін Кирхгофтың екінші заңы бойынша былай жазуға болады:
E1-E2-E3=I1(R01+R1)+I2(R02+R2)+I3(R 03+R3)+I4 R4
мұндағы - - энергия көздерінің ішкі кедергілері - энергия тұтынушылардың кедергілері.

3.1Электр тогының жұмысы мен қуаты
Дененің жұмыс жасау қабілеті осы дененің энергиясы деп аталады. Мысалы, биіктікке көтерілген кез келген жүктің белгілі энергиясы бар. Ол биіктіктен құлаған кезде жұмыс жасайды. Дене қозғалу кезінде неғұрлым көп жұмыс жасай алса, оның энергиясы да солғұрлым көп болады. Энегия жоғалып кетпейді, тек бір түрінен екінші түріне көшіп отырады. Мысалы, электр энергиясы механикалық, жылулық, химиялық энергияға, ал механикалық энергияға - электрге т.б. айналуы мүмкін. Тұйық тізбектегі электр энергиясының көзі зарядтың тасымалдау үшін белгілі энергия жұмысайды. Бұл энергия көздің ЭҚК үшін ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Электр қозғаушы күш көзі және ток көзі. Ом және Кирхгоф заңдары. Электр тізбектерінің эквиваленттік түрлендірулері
Күш
Қос күш. Қос күш моменті
Қос күш
Аумалы күш
Тең әсерлі күш
Антропогенездің қозғаушы күші (факторлары)
Лақтырушылардың күш жаттығуының негіздері
Күш қабілетін арттыру
Күш қабілеттерінің маңызы
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь