Урок физики по теме "Конденсатор в цепи переменного тока"

Цель урока: Раскрыть физическую сущность процессов, происходящих при протекании переменного тока через конденсатор. Рассмотреть основные особенности емкостного сопротивления и научить учащихся произво­дить простейшие расчеты емкостного сопротивления и в ходе компьютерной лабораторной работы исследовать его зависимость от частоты и электроемкости. Обратить внимание на энергетические превращения, фазовые соотношений меж­ду током и напряжением, выполнение закона Ома.

Оборудование: источник тока ВС-24, конденсаторы, электрическая лампа, соединительные провода, компьютерные программы: "Физика в картинках" или «Открытая физика 1.0-2.5», «Начала электроники», TeachPro Решебник по физике

Ход урока

Проверка знаний:

1. Действующее  значение  напряжения  в  цепи  переменного  тока  127 В. Амплитудное значение напряжения равно:

1) 127В   2) 180В   3) 220в   4) 90В

2. Амплитудное   значение   силы   тока   в   цепи   переменного   тока   2 А Действующее значение силы тока равно

1) 2,8А   2) 3А   3) 1,4А   4) 1,2А

3. Изменится ли активное сопротивление проводника при увеличении частоты переменного тока с 20 до 40 Гц?

1) Да      2) Нет  

4. Изоляция  конденсатора  рассчитана  на  напряжение  300 В.  Можно  ли его включить в осветительную сеть, напряжение которой равно 220 В?

1) Да   2) Нет  

5. Катушка квартирного электрического звонка с железным сердечником подключена к переменному току бытовой электросети частотой 50 Гц (см. рисунок). Частота колебаний звонка:

1) 100 Гц        2) 50 Гц       3) 200 Гц       4) 25 Гц  

6. Изменение силы тока в зависимости от времени задано (в единицах СИ) уравнением i =20 cos (100 p t).  Определите :

амплитуду силы тока                                      ______________

действующее значение силы тока              _______________

циклическую частоту                                     _______________

частоту колебаний                                         _______________

период колебаний                                           _______________

7. Средняя мощность, выделяющаяся в резисторе в цепи переменного тока при амплитудном значении силы тока 2 А  и амплитудном значении напряжения 30 В равна ________________________________

2. Проверка домашней задачи

№ 935 От генератора переменного тока питается электропечь сопротивлением 22 Ом. Найти количество теплоты Q, выделяемое печью за время равное 1 часу, если амплитуда тока равняется 10 Ампер.

Лабораторная работа «Зависимость емкостного сопротивления от частоты переменного тока и параметров элементов»

Учащиеся делятся на две группы:

Одна из которых, пользуясь порядком выполнения работы, собирает цепь и устанавливает параметры элементов в программе «Начала электроники».

Другая заносит данные в программу Microsoft Excel, сравнивает теоретические и практические результаты.

Затем все вместе наблюдают графики «Зависимость емкостного сопротивления от частоты переменного тока» и «Зависимость емкостного сопротивления от электроемкости конденсатора», делают выводы и отвечают на контрольные вопросы.

Закрепление нового материала:

№928

К зажимам генератора присоединён конденсатор ёмкость 0,1 мкФ. Найти амплитуду напряжения на зажимах если амплитуда, тока 2,2 А, период колебаний тока 0,2 мс.

Проверку решения осуществляют при помощи компьютерного «Решебника по физике».

Подведение итогов урока.

Домашнее задание* § 28; № 959, 961.

Весь материал - смотрите документ.

«Конденсатор в цепи переменного тока »

Урок физики в 11 классе с применением информационных технологий

Подготовил учитель МОУ Евдокимовской СОШ Ковалев А.Н.

2009 г.

Тема урока: Конденсатор в цепи переменного тока.

Цель урока: Раскрыть физическую сущность процессов, происходящих при протекании переменного тока через конденсатор. Рассмотреть основные особенности емкостного сопротивления и научить учащихся произво­дить простейшие расчеты емкостного сопротивления и в ходе компьютерной лабораторной работы исследовать его зависимость от частоты и электроемкости. Обратить внимание на энергетические превращения, фазовые соотношений меж­ду током и напряжением, выполнение закона Ома.

Оборудование: источник тока ВС-24, конденсаторы, электрическая лампа, соединительные провода, компьютерные программы: "Физика в картинках" или «Открытая физика 1.0-2.5», «Начала электроники», TeachPro Решебник по физике

Ход урока

Проверка знаний:

1. Действующее значение напряжения в цепи переменного тока 127 В. Амплитудное значение напряжения равно: 1) 127В 2) 180В 3) 220в 4) 90В

2. Амплитудное значение силы тока в цепи переменного тока 2 А Действующее значение силы тока равно 1) 2,8А 2) 3А 3) 1,4А 4) 1,2А

3. Изменится ли активное сопротивление проводника при увеличении частоты переменного тока
с 20 до 40 Гц? 1) Да 2) Нет

4. Изоляция конденсатора рассчитана на напряжение 300 В. Можно ли его включить в осветительную сеть, напряжение которой равно 220 В? 1) Да 2) Нет

5. Катушка квартирного электрического звонка с железным сердечником подключена к переменному току бытовой электросети частотой 50 Гц (см. рисунок). Частота колебаний звонка: 1) 100 Гц 2) 50 Гц 3) 200 Гц 4) 25 Гц

6. Изменение силы тока в зависимости от времени задано (в единицах СИ) уравнением
i =20 cos (100  t). Определите :

1. амплитуду силы тока ______________

2. действующее значение силы тока _______________

3. циклическую частоту _______________

4. частоту колебаний _______________

5. период колебаний _______________

7. Средняя мощность, выделяющаяся в резисторе в цепи переменного тока при амплитудном значении силы тока 2 А и амплитудном значении напряжения 30 В равна ________________________________

2. Проверка домашней задачи № 935 От генератора переменного тока питается электропечь сопротивлением 22 Ом. Найти количество теплоты Q, выделяемое печью за время равное 1 часу, если амплитуда тока равняется 10 Ампер.

Актуализация знаний: Что такое конденсатор? Протекает ли постоянный ток через конденсатор?

Изучение нового материала:

В ходе демонстрации по схеме:

выясняют, что ток через конденсатор протекает только при его зарядке, разрядке (перезарядке).

Подключив данную схему к источнику переменного тока, наблюдают яркое свечение лампы, что свидетельствует о протекании переменного тока.

2. Используя таблицу, вводят представление о сдвиге фаз между током и напряжением и вводят понятие емкостного сопротивления.

1. В компьютерной программе «Начала электроники» наблюдают сдвиг фаз между током и напряжением.

4. Лабораторная работа «Зависимость емкостного сопротивления от частоты переменного тока и параметров элементов»

Учащиеся делятся на две группы:
Одна из которых, пользуясь порядком выполнения работы, собирает цепь и устанавливает параметры элементов в программе «Начала электроники»

Другая заносит данные в программу Microsoft Excel, сравнивает теоретические и практические результаты

Затем все вместе наблюдают графики «Зависимость емкостного сопротивления от частоты переменного тока» и «Зависимость емкостного сопротивления от электроемкости конденсатора», делают выводы и отвечают на контрольные вопросы

Закрепление нового материала:

№928

К зажимам генератора присоединён конденсатор ёмкость 0,1 мкФ. Найти амплитуду напряжения на зажимах если амплитуда, тока 2,2 А, период колебаний тока 0,2 мс.

Проверку решения осуществляют при помощи компьютерного «Решебника по физике»

Подведение итогов урока. Домашнее задание* § 28; № 959, 961.