"Режимы работы электрической цепи"
презентация к уроку по физике (10 класс) по теме
Урок-презентация объясняет работу электрической цепи в 3-х режимах: нагрузочном, режиме холостого хода и короткого замыкания. Также показано применение данных режимов на практике. Учащиеся должны научиться сравнивать и анализировать различные режимы работы электрической цепи. Это развивает логику их мышления. Закрепить материал позволяет последнее решение задач по теме. Задачи по выбору учитель.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 149.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Нагрузочный режим работы На основании закона Ома ЭДС источника равна сумме напряжений IR на внешнем участке цепи и IR 0 на внутреннем сопротивлении источника: E = IR + IR 0 Учитывая, что напряжение U и на зажимах источника равно падению напряжения IR во внешней цепи, получаем: E = U и +IR 0 Эта формула показывает, что ЭДС источника больше напряжения на его зажимах на значение падения напряжения внутри источника. Падение напряжения IRo внутри источника зависит от тока в цепи I (тока нагрузки), который определяется сопротивлением R приемника. Чем больше будет ток нагрузки, тем меньше напряжение на зажимах источника: U и = E – IR 0
Падение напряжения в источнике зависит также и от внутреннего сопротивления R 0 . Согласно уравнению U и = E – IR 0 зависимость напряжения U и от тока I изображается прямой линией (рис. 2). Эту зависимость называют внешней характеристикой источника. Из всех возможных нагрузочных режимов работы наиболее важным является номинальный – режим работы, установленный заводом-изготовителем для данного электротехнического устройства в соответствии с предъявляемыми к нему техническими требованиями. Он характеризуется номинальными напряжением, током (точка Н на рис. 2) и мощностью. Эти величины обычно указывают в паспорте данного устройства. От номинального напряжения зависит качество электрической изоляции электротехнических установок, а от номинального тока — температура их нагрева, которая определяет площадь поперечного сечения проводников, теплостойкость применяемой изоляции и интенсивность охлаждения установки. Превышение номинального тока в течение длительного времени может привести к выходу из строя установки. Рис.2 Нагрузочный режим работы
Режим холостого хода При этом режиме присоединенная к источнику электрическая цепь разомкнута, т. е. тока в цепи нет. В этом случае внутреннее падение напряжения I R 0 будет равно нулю и формула E = U и +IR 0 примет вид: E = U и Т.о, в режиме холостого хода напряжение на зажимах источника электрической энергии равно его ЭДС (точка X на рис. 2 ). Это обстоятельство можно использовать для измерения ЭДС источников электроэнергии.
Режим короткого замыкания Короткое замыкание (к. з.) – такой режим работы источника, когда его зажимы замкнуты проводником, сопротивление которого можно считать равным нулю. Практически к. з. возникает при соединении друг с другом проводов, связывающих источник с приемником, т.к. эти провода имеют обычно незначительное сопротивление и его можно принять равным нулю. К. з. может происходить в результате неправильных действий персонала, обслуживающего электротехнические установки (рис. 3 а), или при повреждении изоляции проводов (рис. 3 б, в); в последнем случае эти провода могут соединяться через землю, имеющую весьма малое сопротивление, или через окружающие металлические детали (корпуса электрических машин и аппаратов, элементы кузова локомотива и пр.). При коротком замыкании ток I к.з = E / R 0
Ввиду того что внутреннее сопротивление источника R 0 обычно очень мало, проходящий через него ток возрастает до весьма больших значений. Напряжение же в месте к. з. становится равным нулю (точка К на рис. 2 ), т. е. электрическая энергия на участок электрической цепи, расположенный за местом к. з., поступать не будет. Короткое замыкание является аварийным режимом, т.к. возникающий при этом большой ток может привести в негодность как сам источник, так и включенные в цепь приборы, аппараты и провода. Лишь для некоторых специальных генераторов, например сварочных, короткое замыкание не представляет опасности и является рабочим режимом. В электрической цепи ток проходит всегда от точек цепи, находящихся под большим потенциалом, к точкам, находящимся под меньшим потенциалом. Если какая-либо точка цепи соединена с землей, то потенциал ее принимается равным нулю; в этом случае потенциалы всех других точек цепи будут равны напряжениям, действующим между этими точками и землей. По мере приближения к заземленной точке уменьшаются потенциалы различных точек цепи, т. е. напряжения, действующие между этими точками и землей. По этой причине обмотки возбуждения тяговых двигателей и вспомогательных машин, в которых при резких изменениях тока могут возникать большие перенапряжения, стараются включать в силовую цепь ближе к «земле» (за обмоткой якоря). В этом случае на изоляцию этих обмоток будет действовать меньшее напряжение, чем если бы они были включены ближе к контактной сети на электровозах постоянного тока или к незаземленному полюсу выпрямительной установки на электровозах переменного тока (т.е. находились бы под более высоким потенциалом). Точно также точки электрической цепи, находящиеся под более высоким потенциалом, являются более опасными для человека, соприкасающегося с токоведущими частями электрических установок. При этом он попадает под более высокое напряжение по отношению к земле. Режим короткого замыкания
Следует отметить, что при заземлении одной точки электрической цепи распределение токов в ней не изменяется, так как при этом образуется никаких новых ветвей, по которым могли бы протекать токи. Если заземлить две (или больше) точки цепи, имеющие разные потенциалы, то через землю образуются дополнительная токопроводящая ветвь (или ветви) и распределение тока в цепи меняется. Следовательно, нарушение или пробой изоляции электрической установки, одна из точек которой заземлена, создает контур, по которому проходит ток, представляющий собой, по сути дела, ток короткого замыкания. То же происходит в незаземленной электрической установке при замыкании на землю двух ее точек. При разрыве электрической цепи все ее точки до места разрыва оказываются под одним и тем же потенциалом. Учитель физики Трифоева Наталия Борисовна. Школа № 489 Московского р-на Санкт-Петербурга. Режим короткого замыкания
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Разработка учебного кейса по теме: «Источники и потребители электрической энергии. Электрические цепи»
Данный кейс поможет повторить пройденный материал, самостоятельно освоить темы пропущенных занятий, закрепить изученный материал...
![](/sites/default/files/pictures/2012/10/01/picture-71888-1349094742.jpg)
Презентация по физике "Электрические цепи. Работа тока"
Презентация содержит материал по последовательному, параллельному соединению проводников. Рассматривается закон Ома для участка цепи....
«Электрический ток. Источники электрического тока. Электрическая цепь».
Презентация содержит тематические тестовые задания по теме «Электрический ток. Источники электрического тока. Электрическая цепь» и кодификатор ответов....
Технологическая карта открытого урока по физике в 8 классе по теме « Электрическая цепь. Закон Ома для участка цепи. Соединение проводников»
Цель урока – это поделиться своим опытом, показать, как эффективно можно использовать возможности интерактивной доски SMART Notebook на уроках физики....
![](/sites/default/files/pictures/2018/01/02/picture-92734-1514906483.jpg)
Методическая разработка "Электрическая цепь. Электрическая схема. условные обозначения элементов электрической цепи"
Методическая разработка ориентирована на изучение электротехники в 5-х классах и содержит основные знания по устройству электрической цепи....
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ. сборка электрических цепей. технология 8 класс
конспект урока технологии, 8 класс, по разделу Электротехника...
Как работает электрическая цепь. ч1
Целевая аудитория: учащиеся 6-8 классов, изучающие элементы радиотехники в рамках внеурочной деятельности.Цель урока: закрепить обозначения условных элементов электрической цепи (лампа, ключ, мо...