13) draws diagrams of electric circuits consisting of one energy source, one electrical receiver, meters and switches; uses graphical symbols of these elements.
The parallel connectionparallel connectionparallel connection forces the same voltage on each of the resistors. Both ends of each resistor are connected to exactly the same points of the circuit.
Experiment 1
Research hypothesis:
In the parallel connection of resistors, the sum of the currents flowing through each resistor is equal to the current flowing from the source.
1. You will need several different resistors, an ammeter, a voltmeter and a voltage source to perform the experiment.
2. Build the system according to the diagram below.
[Illustration 2]
3. By changing the position of the ammeter, determine the currents flowing through the individual resistors and the current flowing from the voltage source.
4. Measurements results should be entered into the measurement table.
[Table 1]
5. In order to eliminate errors during the experiment, perform several measurements.
6. After completing the experiment, draw the appropriate conclusions.
Conclusion:
In a parallel connection, the sum of the currents flowing through each resistor is equal to the total current flowing out of the source (within the limits of measurement errors):
In the parallel connectionparallel connectionparallel connection, the inverse of the equivalent resistanceequivalent resistanceequivalent resistance is the sum of the inverse of the resistances of individual resistors.
1. You will need several different resistors, an ammeter, a voltmeter and a voltage source to perform the experiment.
2. Build the system according to the diagram below.
[Illustration 4]
3. In the way known to you, determine the resistances of individual resistors.
4. Calculate the total resistance of the resistor system.
5. Enter the results into the measurement table.
[Table 2]
6. In order to eliminate errors during the experiment, perform several measurements, preferably each time rearranging the order of the resistors.
7. After completing the experiment, draw the appropriate conclusions.
Conclusion:
If the experiment was performed correctly, then within the limits of measurement errors:
It is, therefore, a confirmation of the formula derived theoretically.
- Kirchhoff's first law: the sum of the currents flowing into the node and the sum of the currents flowing out of it are equal.
- The voltage applied to the resistors connected in parallel and the voltage on the individual resistors have the same value.
- To calculate the inverse of the total resistance of resistors connected in parallel, the inverse of resistances of individual resistors should be added.
Selected words and expressions used in the lesson plan
Oporem zastępczym układu oporników nazywamy opór takiego opornika, który użyty zamiast układu oporników nie zmieni natężenia prądu wypływającego ze źródła napięcia.
W połączeniu równoległym odwrotność oporu zastępczego jest sumą odwrotności użytych oporów.
mf4840050e6284530_1528449000663_0
Połączenie równoległe odbiorników
mf4840050e6284530_1528449084556_0
Drugi
mf4840050e6284530_1528449076687_0
VI. Elektryczność. Uczeń:
13) rysuje schematy obwodów elektrycznych składających się z jednego źródła energii, jednego odbiornika, mierników i wyłączników; posługuje się symbolami graficznymi tych elementów.
mf4840050e6284530_1528449068082_0
45 minut
mf4840050e6284530_1528449523725_0
Wyprowadzenie wzoru na opór zastępczy w połączeniu równoległym.
mf4840050e6284530_1528449552113_0
1. Zdefiniowane oporu zastępczego.
2. Doświadczalne badanie napięć na opornikach połączonych równolegle.
3. Doświadczalna weryfikacja wzoru na opór całkowity w połączeniu równoległym.
mf4840050e6284530_1528450430307_0
Uczeń:
- definiuje pojęcie oporu zastępczego,
- zna i stosuje wzór na opór zastępczy w połączeniu równoległym.
mf4840050e6284530_1528449534267_0
1. Dyskusja rozwijająca się w toku wspólnego rozwiązywania problemu przez klasę lub grupę.
2. Porządkowanie i stosowanie uzyskanych wyników w nowych zadaniach o charakterze praktycznym lub teoretycznym.
mf4840050e6284530_1528449514617_0
1. Praca w grupach podczas wykonywania eksperymentu.
2. Praca w grupach nad formułowaniem i weryfikacją hipotezy badawczej.
mf4840050e6284530_1528450127855_0
Przygotuj odpowiedzi na pytania wprowadzające do lekcji.
1. Co to jest prąd elektryczny?
2. Przedstaw prawo Ohma.
3. Zdefiniuj opór przewodnika.
4. Jak/ Czy zmieni się wartość oporu przewodnika, gdy zwiększymy napięcie do niego przyłożone?
mf4840050e6284530_1528446435040_0
Kiedy oporniki połączone są ze sobą równolegle?
[Ilustracja 1]
Połączenie równoległe wymusza jednakowe napięcie na każdym z użytych oporników. Zarówno jeden jak i drugi koniec każdego opornika są podłączone do dokładnie takich samych punktów układu.
Doświadczenie 1
Hipoteza badawcza:
W równoległym połączeniu oporników suma natężeń prądów przepływających przez poszczególne oporniki jest równa natężeniu prądu wypływającemu ze źródła.
1. Do wykonania doświadczenia będziesz potrzebował kilku różnych oporników, amperomierza, woltomierza i źródła napięcia.
2. Zbuduj układ zgodnie ze schematem poniżej.
[Ilustracja 2]
3. Przełączając amperomierz w różne miejsca obwodu, wyznacz natężenia prądów płynących przez poszczególne oporniki oraz natężenie prądu wypływającego ze źródła napięcia.
4. Pomiary wpisuj do tabeli pomiarowej.
[Tabela 1]
5. W celu wyeliminowania błędów podczas wykonywania doświadczenia wykonaj po kilka pomiarów.
6. Po przeprowadzeniu doświadczenia wyciągnij odpowiednie wnioski.
Wniosek:
W połączeniu równoległym suma natężeń prądów płynących przez poszczególne oporniki jest równa całkowitemu natężeniu prądu wypływającemu ze źródła (w granicach błędów pomiarowych):
Definicja oporu zastępczego.
Oporem zastępczym układu oporników nazywamy opór takiego opornika, który użyty zamiast układu oporników nie zmieni natężenia prądu wypływającego ze źródła napięcia.
Wyprowadzenie wzoru na opór zastępczy w połączeniu równoległym.
Rozpatrzmy układ równolegle połączonych ze sobą oporników.
[Ilustracja 3]
Niech natężenia prądów płynących przez poszczególne oporniki wynoszą odpowiednio: . kład opornik jest zasilany napięciem U. Na mocy prawa Ohma mamy:
Jeżeli zamiast wszystkich oporników użyjemy oporu zastępczego, to:
Wstawiając powyższe zależności do wzoru:
otrzymamy:
po uproszczeniu prowadzi to do wyniku końcowego:
Wniosek końcowy:
W połączeniu równoległym odwrotność oporu zastępczego jest sumą odwrotności użytych oporów.
Doświadczenie 2
Hipoteza badawcza:
W połączeniu równoległym odwrotność oporu zastępczego jest sumą odwrotności użytych oporów.
1. Do wykonania doświadczenia będziesz potrzebował kilku różnych oporników, amperomierza, woltomierza i źródła napięcia.
2. Zbuduj układ zgodnie ze schematem poniżej.
[Ilustracja 4]
3. W znany Tobie sposób wyznacz opory poszczególnych oporników.
4. Wyznacz opór całkowity układu oporników.
5. Wyniki wpisuj do tabeli pomiarowej.
[Tabela 2]
6. W celu wyeliminowania błędów podczas wykonywania doświadczenia wykonaj po kilka pomiarów.
7. Po przeprowadzeniu doświadczenia wyciągnij odpowiednie wnioski.
Wniosek:
Jeżeli doświadczenie zostało wykonane poprawnie to w granicach błędów pomiarowych:
Jest to więc potwierdzenie wzoru wyprowadzonego teoretycznie.
[Slideshow]
mf4840050e6284530_1528450119332_0
- Pierwsze prawo Kirchhoffa: suma natężeń prądów wpływających do węzła i suma natężeń prądów z niego wypływających są sobie równe.
- Napięcie przyłożone do oporników połączonych równolegle i napięcie w poszczególnych opornikach mają taką samą wartość.
- Aby obliczyć odwrotność oporu całkowitego odbiorników połączonych równolegle należy dodać do siebie odwrotności oporu poszczególnych odbiorników.