Чи пробували ви колись надувати повітряні кульки на якийсь час? Один надує швидко, а інший за цей же час надує набагато менше. Без сумніву, перший виконує більшу роботу, ніж другий.

З джерелами напруги відбувається так само. Щоб забезпечити рух частинок у провіднику, треба здійснити роботу. І цю роботу здійснює джерело. Роботу джерела характеризує напруга. Чим воно більше, тим більшу роботу здійснює джерело, тим яскравіше горітиме лампочка в ланцюгу (за інших однакових умов).

Напруга дорівнює відношенню роботи електричного поля щодо переміщення заряду
до величини заряду, що переміщується на ділянці ланцюга.

U = A q де \(U\) - напруга, \(A\) - робота електричного поля, \(q\) - заряд.

Зверни увагу!

Одиниця виміру напруги у системі СІ - [\(U\)] = \(1\) B (вольт).

\(1\) вольт дорівнює електричній напрузі на ділянці ланцюга, де при протіканні заряду, рівного \(1\) Кл, здійснюється робота, рівна \(1\) Дж: \(1\) В \(= 1\) Дж /1 Кл.

Усі бачили напис на домашніх побутових приладах «(220)». Вона означає, що на ділянці ланцюга здійснюється робота (220) Дж по переміщенню заряду (1) Кл.

Крім вольта, застосовують подовжні та кратні йому одиниці - мілівольт та кіловольт.

\(1\) мВ \(= 0,001\) В, \(1\) кВ \(= 1000\) В або \(1\) В \(= 1000\) мВ, \(1\) В \( = 0,001 кВ.

Для вимірювання напруги використовують прилад, що називається вольтметр .

Позначаються всі вольтметри латинською літерою \(V\), яка наноситься на циферблат приладів та використовується у схематичному зображенні приладу.

У шкільних умовах використовуються вольтметри, зображені на малюнку:

Основними елементами вольтметра є корпус, шкала, стрілка та клеми. Клеми зазвичай підписані плюсом або мінусом і для наочності виділені різними кольорами: червоний – плюс, чорний (синій) – мінус. Зроблено це з тією метою, щоб правильно підключати клеми приладу до відповідних проводів, підключених до джерела.

Зверни увагу!

На відміну від амперметра, який включається в розрив ланцюга послідовно, вольтметр входить у ланцюг паралельно.

Включаючи вольтметр в ланцюг постійного струму, необхідно дотримуватися полярності.

Складання електричного кола краще починати з усіх елементів, крім вольтметра, а його вже підключати в самому кінці.

Вольтметри поділяються на прилади постійного струмуі змінного струму.

Якщо пристрій призначений для ланцюгів змінного струму, то на циферблаті прийнято зображувати хвилясту лінію. Якщо пристрій призначений для ланцюгів постійного струму, то лінія буде прямою.

Вольтметр постійного струму	Вольтметр змінного струму

Можна звернути увагу на клеми приладу. Якщо вказано полярність («(+)» і «(-)), то це прилад для вимірювання постійної напруги.

Іноді використовують літери \(AC/DC\). У перекладі з англійської (AC) (alternating current) - змінний струм, а (DC) (direct current) - постійний струм.
У ланцюг змінного струму вмикається вольтметр для вимірювання змінного струму. Він не має полярності.

Зверни увагу!

Для вимірювання напруги можна використовувати мультиметр.

Слід пам'ятати, що висока напруга є небезпечною.

Що буде з людиною, яка опиниться поруч із впалим оголеним кабелем, що знаходиться під високою напругою?

Оскільки земля є провідником електричного струму, навколо оголеного кабелю, що впав, знаходиться під напругою, може виникнути небезпечна для людини крокова напруга.

Під електричною напругою розуміють роботу, яку виконує електричне поле для переміщення заряду напруженістю в 1 Кл (кулон) з однієї точки провідника в іншу.

Як виникає напруга?

Всі речовини складаються з атомів, що є позитивно зарядженим ядром, навколо якого з великою швидкістю кружляють дрібніші негативні електрони. У випадку атоми нейтральні, оскільки кількість електронів збігається з числом протонів в ядрі.

Однак якщо деяку кількість електронів відібрати з атомів, то вони прагнутимуть притягнути таку ж їх кількість, формуючи навколо себе плюсове поле. Якщо ж додати електронів, то виникне їх надлишок і негативне поле. Формуються потенціали – позитивний та негативний.

За її взаємодії виникне взаємне тяжіння.

Чим більше буде величина відмінності – різниця потенціалів – тим сильніші електрони з матеріалу зі своїми надлишковим змістом будуть перетягуватися до матеріалу зі своїми недоліком. Тим сильнішим буде електричне поле та його напруга.

Якщо з'єднати потенціали з різними зарядами провідників, то виникне електричний – спрямований рух носіїв заряду, що прагне усунути різницю потенціалів. Для переміщення по провіднику зарядів сили електричного поля виконують роботу, що й характеризується поняттям електричної напруги.

У чому вимірюється

Температури;

Види напруги

Постійна напруга

Напруга в електричній мережі постійно, коли з одного боку завжди позитивний потенціал, з другого – негативний. Електричний у цьому випадку має один напрямок і є незмінним.

Напруга в ланцюзі постійного струму визначається як різниця потенціалів на його кінцях.

При підключенні навантаження в коло постійного струму важливо не переплутати контакти, інакше пристрій може вийти з ладу. Класичним прикладом джерела постійної напруги є батареї. Застосовують мережі , коли потрібно передавати енергію великі відстані: у всіх видах транспорту – від мотоциклів до космічних апаратів, у військовій техніці, електроенергетиці і телекомунікаціях, при аварійному електрозабезпеченні, у промисловості (електроліз, виплавка в дугових електропечах і т.д.). .

Змінна напруга

Якщо періодично змінювати полярність потенціалів, або переміщати в просторі, те й електричний спрямує у зворотному напрямку. Кількість таких змін напряму за певний час показує характеристика, яка називається частотою. Наприклад, стандартні 50 означають, що полярність напруги в мережі змінюється за 50 секунд.

Напруга в електричних мережах змінного струму є тимчасовою функцією.

Найчастіше використовується закон синусоїдальних коливань.

Так виходить за рахунок того, що виникає у котушці асинхронних двигунів за рахунок обертання навколо неї електромагніту. Якщо розгорнути обертання за часом, виходить синусоїда.

Складається з чотирьох проводів – трьох фазних та одного нульового. напруга між проводами нульовим і фазним дорівнює 220 і називається фазним. Між фазними напруга також існує, називається лінійною і дорівнює 380 В (різниця потенціалів між двома фазними проводами). Залежно від виду підключення в трифазній мережі можна отримати фазну напругу, або лінійну.

Розділи: Фізика

Клас: 8

Мета уроку: дати поняття напруга як фізичної величини, що характеризує електричне поле, що створює електричний струм, вести одиницю напруги.

Обладнання: амперметри двох видів, два вольтметри, портрет Алессандро Вольта.

Хід уроку

I. Актуалізація знань.

Перевірка домашнього завдання. Слайд 2

1. Що таке сила струму? Якою літерою вона позначається?
2. За якою формулою є сила струму?
3. Як називається прилад для виміру сили струму? Як він позначається у схемах?
4. Як називається одиниця сили струму? Як вона позначається?
5. Якими правилами слід керуватися при включенні амперметра до ланцюга?
6. За якою формулою знаходиться електричний заряд, що проходить через поперечний переріз провідника, якщо відомі сила струму та час його проходження?
7. Індивідуальні завдання:

1) Через поперечний переріз провідника в один з проходить 6 * 10 -19 електронів. Яка сила струму у провіднику? Заряд електрона 1,6 * 10-19 Кл.
2) Визначте силу струму в електричній лампі, якщо через неї за 10 хв проходить електричний заряд, що дорівнює 300 Кл.
3) Який електричний заряд протікає за 5 хв через амперметр при силі струму ланцюга 0,5 А.

1. Перевірна робота (за картками):

Варіант I

1. Скільки міліампер 0,25 А?

а) 250 мА;
б) 25мА;
в) 2,5мА;
г) 0,25мА;
д) 0,025мА;

2.Виразіть 0,25мА у мікроамперах.

а) 250 мкА;
б) 25мкА;
в) 2,5 мкА;
г) 0,25мкА;
д) 0,025мкА;

На рис. 1 зображено схему електричного ланцюга.

а) у точки М
б) у точки N

а) від точки М до N
б) від точки N до М

Варіант ІІ

1.Виразіть 0,025 А в амперметрах.

а) 250 мА;
б) 25мА;
в) 2,5мА;
г) 0,25мА;
д) 0,025мА;

2. Скільки мікроампер 0,025мА?

а) 250 мкА;
б) 25мкА;
в) 2,5 мкА;
г) 0,25мкА;
д) 0,025мкА;

На рис. 2 зображено схему електричного ланцюга.

3. Де на цій схемі амперметр має знак “+”?

а) у точки М
б) у точки N

4. Який напрямок має струм в амперметрі?

а) від точки М до N
б) від точки N до М

9) Перевірка тесту. Слайд 3

ІІ. Вивчення нового матеріалу.

1. Диск Віртуальна школа Кирила та Мефодія. Уроки фізики Кирила та Мефодія, 8 клас.

1) Що таке електричний струм?

Відповідь учнів: Електричний струм – це спрямований рух заряджених частинок.

2) Які умови існування електричного струму?

Відповідь учнів: 1 умова – вільні заряди,

2 умова - має бути в ланцюзі джерело струму.

3) Пояснення вчителя:

Спрямований рух заряджених частинок створюється електричним полем, яке при цьому виконує роботу. Робота, яку здійснює електричний струм при переміщенні заряду в 1 Кл на ділянці ланцюга, називається електричною напругою (або просто напругою).

де U - напруга (В)

А – робота (Дж)

q – заряд (Кл)

Напруга вимірюється у вольтах (В): 1В = 1Дж/Кл.

4) Повідомлення учня:Історична довідка про Алессандро Вольта.

ВОЛЬТА Алессандро (1745-1827), італійський дослідник природи, фізик, хімік і фізіолог. Його найважливішим внеском у науку стало винахід принципово нового джерела постійного струму, що зіграло визначальну роль подальших дослідженнях електричних і магнітних явищ. На його честь названа одиниця різниці потенціалів електричного поля – вольт.

Вольта був членом-кореспондентом Паризької академії наук, членом-кореспондентом академії наук та літератури в Падуї та членом Лондонського Королівського товариства.

У 1800 р. Наполеон відкрив університет у Павії, де Вольта був призначений професором експериментальної фізики. На пропозицію Бонапарта йому було присуджено золоту медаль і премію першого консула. У 1802 р. Вольта обирається в академію Болоньї, через рік – членом-кореспондентом Інституту Франції та удостоюється запрошення до Петербурзької академії наук (обраний у 1819). Папа призначає йому пенсію, у Франції його нагороджують орденом Почесного Легіону. У 1809 році Вольта стає сенатором Італійського королівства, а наступного року йому присвоюється титул графа. У 1812 р. Наполеон зі ставки Москві призначає його президентом колегії вибірників.

З 1814, Вольта – декан філософського факультету в Павії. Австрійська влада навіть надає йому право виконувати обов'язки декана без відвідування служби та підтверджує законність виплати йому пенсій почесного професора та екс-сенатора.

5) Подовжні та кратні одиниці:

1 мВ = 0,001;
1 мкВ = 0, 000001 В;
1 кВ = 1000 В.

6) Робота із підручником.

Робота з таблицею №7 у підручнику на стор.93.

7) Робоча напруга в освітлювальній мережі житлових будинків, соціальних об'єктів – 127 та 220 Ст.

Небезпека струму високої напруги.

Правила безпеки під час роботи з електрикою та електроприладами. Слайд 4

8) Прилад для вимірювання напруги називається вольтметром.

На схемах зображується знаком:

Правила включення вольтметра до ланцюга знайдіть у підручнику.

1. Затискачі вольтметра приєднуються до тих точок ланцюга, між якими треба виміряти напругу (паралельно відповідній ділянці ланцюга).

2. Клему вольтметра зі знаком "+" слід з'єднувати з тією точкою ланцюга, яка з'єднана з позитивним полюсом джерела струму, а клему зі знаком "-" з точкою, яка з'єднана з негативним полюсом джерела струму.

Демонстрація двох типів вольтметрів.

Відмінність вольтметра від амперметра на вигляд.

Визначення ціни поділу демонстраційного вольтметра, лабораторного вольтметра.

9) Робота з підручником:(Завдання за варіантами)

Знайдіть у підручнику (§ 41) відповіді на запитання:

А) Як за допомогою вольтметра виміряти напругу на полюсах джерела струму?

Б) Якою має бути сила струму, що проходить через вольтметр, у порівнянні з силою струму в ланцюзі?

ІІІ. Закріплення вивченого матеріалу.

1. Виразіть у вольтах напругу, рівну:

А) U = 2000 мВ =
Б) U = 100 мВ =
В) U = 55 мВ =
Г) U = 3 кВ =
Д) U = 0,5 кВ =
Е) U = 1,3 кВ =

2. Виразіть у мВ напругу, що дорівнює:

А) U = 0,5 В =
Б) U = 1,3 В =
В) U = 0,1 В =
Г) U = 1 В =
Д) U = 1 кВ =
Е) U = 0,9 кВ =

3. Розв'яжемо завдання: Слайд 7.(Робота біля дошки)

А) На ділянці ланцюга при проходженні електричного заряду25 Кл виконано роботу 500 Дж.Чому дорівнює напрузі на цій ділянці?

Б) Напруга на кінцях провідника 220 В. Яка робота буде виконана при проходженні по провіднику електричного заряду, що дорівнює 10 Кл?

4. Питання на закріплення:

1) Що показує напругу в електричному ланцюзі?
2) У яких одиницях вимірюється напруга?
3) Хто такий Алессандро Вольта?
4) Як називають прилад для виміру напруги?
5) Назвіть правила увімкнення вольтметра для вимірювання напруги на ділянці ланцюга?

IV. Домашнє завдання.

§ 39 - 41. Упр.16. Підготуватись до лабораторної роботи №4 (с.172).

V. Підсумок уроку.

Література:

1. Перишкін А.В. фізика. 8кл.: навч. для загальноосвіт. навч. закладів. - М.: Дроф, 2007.
2. Шевцов В.О. фізика. 8кл.: Поурочні плани за підручником А.В.Перишкіна.-Волгоград: Вчитель, 2007. - 136с.
3. Марон А.Є. фізика. 8кл.: навчально-методичний посібник / А. Е. Марон, Е. А. Марон.-6-е вид., стереотип. – М.:Дрофа, 2008.-125с.:іл.-(Дідактичні матеріали)
4. Навчальний диск "Кирила та Мефодія". Фізика. 8 клас.

Cлайд 1

* 8 клас Електрична напруга. Одиниці напруги. Вольтметр. Вимірювання напруги 8 клас

Cлайд 2

* 8 клас Цілі уроку. Ввести поняття електричної напруги та одиниць вимірювання напруги. Познайомити з приладом для вимірювання електричної напруги – вольтметром та його підключенням до ланцюга. Розвивати логічне мислення та пам'ять 8 клас

Cлайд 3

* 8 клас Фронтальне опитування. Якою величиною визначається сила струму в ланцюзі? Як виражається сила струму через електричний заряд та час? Що беруть за одиницю сили струму? Як називається ця одиниця? Які дольні та кратні амперу одиниці сили струму ви знаєте? Як виражається електричний заряд через силу струму у провіднику та час його проходження? 8 клас

Cлайд 4

* 8 клас Як називають прилад для вимірювання сили струму? В яких одиницях градує шкалу амперметра? Як включають амперметр у ланцюг? Є точний амперметр. Як користуючись ним, нанести шкалу на інший ще не проградуйований амперметр? 8 клас

Cлайд 5

* 8 клас Електрична напруга. Згадаймо, що струм – це рух заряджених частинок: іонів чи електронів. Саме вони є носіями (переносниками) заряду. Упорядкований рух створюється електричним полем, яке своєю чергою виконує роботу. Роботу сил електричного поля, яке створює електричний струм, називають роботою струму. Від чого залежить? від сили струму (тобто електричного заряду, що протікає ланцюгом в 1с) і не тільки. Розглянемо досвід: 8 клас

Cлайд 6

* 8 клас З малюнка видно, що сила струму однакова, але лампочка 2 горить яскравіше лампочки 1. Крім сили струму, потужність залежить ще від однієї фізичної величини - електричної напруги. У нашому випадку напруга, створювана випрямлячем, менша за напругу, створювану міською електромережею. Напруга це фізична величина, що характеризує електричне поле. Позначення: U Одиниці виміру: 1В (вольт) 8 клас

Cлайд 7

* 8 клас Напруга показує, яку роботу виконує електричне поле при переміщенні одиничного позитивного заряду з однієї точки до іншої. 8 клас

Cлайд 8

* 8 клас За одиницю напруги приймають таку електричну напругу на кінцях провідника, при якому робота з переміщення електричного заряду в 1Кл по цьому провіднику дорівнює 1Дж. 8 клас

Cлайд 9

Cлайд 10

* 8 клас Вимірювання напруги. Для вимірювання напруги використовують спеціальний прилад – вольтметр. Його завжди приєднують паралельно до кінця тієї ділянки ланцюга, на якому хочуть виміряти напругу. Зовнішній вигляд шкільного демонстраційного вольтметра показано малюнку справа. 8 клас

Cлайд 11

* 8 клас Підключення вольтметра. Вольтметр підключають до електричного ланцюга паралельно. Затискачі вольтметра приєднують до тих точок ланцюга, між якими треба виміряти напругу. 8 клас

Cлайд 12

* 8 клас Виміряємо напругу на різних ділянках ланцюга, що складається з реостата та лампочки. Спочатку виміряємо напругу на реостаті: … Потім виміряємо напругу на лампочці: … І, нарешті, напруга на всьому з'єднанні … Вимірювання показують, що в ланцюзі з послідовним з'єднанням провідників напруга на всьому з'єднанні дорівнює сумі напруг на окремих провідниках: 8 клас Складання