Измерение силы тока и напряжения

УРОК № 11
ТЕМА: ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ.
ЦЕЛИ:
1. Усвоить способы расширения возможностей измерительных
приборов.
2. Развитие познавательных умений.
3. Расширение политехнического кругозора.
ТИП УРОКА: комбинированный.
ВИД УРОКА: диалог-общение.
ОБОРУДОВАНИЕ: демонстрационные и лабораторные
вольтметры, амперметры, резисторы, источники тока, провода,
ключи, шунты к амперметру, дополнительные сопротивления к
вольтметру.
ХОД
У Р О К А.
I Организационный момент:
1. Сообщение темы и целей урока.
2. Опорные понятия:
•
•
•
•
•
Цифровые и аналоговые приборы.
Амперметр.
Шунт.
Вольтметр.
Добавочное сопротивление для вольтметра.
II Опрос:
Самостоятельная работа.
1 вариант.
К аккумулятору с ЭДС равной 6 В
и внутренним сопротивлением
равным 0,2 Ома присоединены
параллельно друг другу лампочка
и резистор с сопротивлениями
4 Ом и 1 Ом соответственно.
Найти напряжение на зажимах
аккумулятора и силу тока,
протекающего через лампочку.
2 вариант.
Два последовательно соединённых
источника тока с ЭДС 12 В и 6 В,
имеющие внутренние
сопротивления 0,2 Ом и 0,3 Ом,
включены встречно. К источникам
тока параллельно друг другу
подключены конденсатор
электроёмкостью 500 пФ и резистор
сопротивлением 2,5 Ом. Найти силу
тока, проходящую через резистор и
заряд на конденсаторе.
III Изложение темы
урока:
1. Цифровые и аналоговые
приборы. Принцип действия.
2. Для чего предназначен
амперметр?
3. Подключение.
4. Сопротивление амперметра.
Измерительные приборы – вольтметры и
амперметры – бывают двух видов:
стрелочные (аналоговые) и цифровые.
Цифровые электроизмерительные приборы
представляют собой сложные электронные
устройства, усиливающие электрический
сигнал, оцифровывающие его и выводящие
на экран. Цифровые приборы обеспечивают
более высокую точность измерений.
К аналоговым приборам относятся электроизмерительные приборы
магнитоэлектрической системы, в которых используется поворот
магнитной стрелки в магнитном поле при протекании по ней тока.
Амперметр предназначен для
измерения силы тока в цепи.
R
A
RA
Амперметр включается последовательно в разрыв электрической
цепи, чтобы через него проходил весь измеряемый ток.
Амперметр обладает некоторым внутренним сопротивлением RA,
которое должно быть достаточно малым по сравнению с полным
сопротивлением всей цепи –
RA << R, чтобы при включении
амперметра ток в цепи не изменялся.
5. Назовите вид приборов на вашем рабочем столе и определите
цену деления и предел измерения прибора.
6. Соберите электрическую цепь,
состоящую из лампочки, реостата,
амперметра и источника тока, и
измерьте силу тока в цепи.
R
Сопротивление, подключаемое
параллельно амперметру,
называется шунт – (запасной путь).
Через шунт проходит часть
измеряемого тока.
9. Как рассчитать сопротивление шунта, позволяющего
увеличить предел измерения прибора в n раз?
Применяя законы параллельного соединения получим:
1. I = IA + Iш , I = n IA ,
2. UA = Uш ,
RA
Rш
7. Что необходимо сделать,
чтобы увеличить предел
измерения амперметра?
8. Каково назначение шунта?
A
Iш = (n – 1) IA ;
IА RА = (n – 1) IA Rш ;
Rш = RА / (n – 1).
10. Для чего предназначен
вольтметр, как он подключается?
Вольтметр – прибор для измерения
напряжения, подключается
параллельно тому участку цепи,
напряжение на котором измеряется.
11. Каким должно быть
сопротивление вольтметра?
V
R
RV
Rд
Сопротивление вольтметра должно
значительно превосходить
сопротивление цепи.
11. Измерьте напряжение на полюсах источника тока.
12. Что необходимо сделать,
чтобы увеличить предел
измерения вольтметра?
Подключить последовательно с
вольтметром дополнительное
сопротивление.
13. Как рассчитать дополнительное сопротивление к вольтметру,
позволяющего увеличить предел измерения прибора в n раз?
Применяя законы последовательного соединения получим:
1. U = UV + UД , U = n UV, UД = (n – 1) UV ;
2. IV = IД,
UV / RV = (n – 1) UV /RД;
RД = RV (n – 1).
IV Домашнее задание: § 13 № 1,4
V Закрепление:
1. В чём отличие цифровых и аналоговых электрических
приборов?
2. Почему сопротивление амперметра должно быть
малым, а вольтметра большим?
3. Каково назначение шунта?
4. Каково назначение дополнительного сопротивления?
5. Как подбирается сопротивление шунта?
6. Как подбирается дополнительное сопротивление?
VI Самостоятельная работа.
Вариант 1
Для увеличения предела
измерения амперметра с 2 А до
50 А к нему подключили шунт
сопротивлением 0,05 Ом. Найти
сопротивление амперметра.
Вариант 2
Какое добавочное сопротивление
нужно подключить к вольтметру,
сопротивление которого 1 кОм,
чтобы предел измерения
увеличить в 10 раз.
Вариант 3 № 3 стр. 47 Физика – 11 В. А. Касьянов.
VII Рефлексия.
Вариант 2
Какое добавочное сопротивление
нужно подключить к вольтметру,
сопротивление которого 1 кОм,
чтобы предел измерения
увеличить в 10 раз.
Вариант 1
Для увеличения предела
измерения амперметра с 2 А до
50 А к нему подключили шунт
сопротивлением 0,05 Ом. Найти
сопротивление амперметра.
Rш = RА / (n – 1).
RД = RV (n – 1).
RА = Rш (n – 1).
RД = 1000 Ом (10 – 1) = 9 кОм.
n = 50 A/ 2A = 25
RА = 0,05 Ом (25 – 1) = 1,2 Ом.
Вариант 3 № 3 стр. 47 Физика – 11 В. А. Касьянов.
RА = Rш (n – 1),
UA = IA RА = 8 B,
n = 10 A/ 2A = 5,
RA = 1 Ом (5 – 1) = 4 Ом,
n = 200 B/ 8 B = 25,
RД = 4 Ом (25 – 1) = 96 Ом.
VIII. Подведение итогов.