8) uses the concept of current intensity with its unit; applies to the calculations the relation between the current intensity, the charge and the time it flows through the conductor cross‑section;
9) uses the concept of electric voltage as a quantity that determines the amount of energy needed to move a unit charge in a circuit; uses a voltage unit;
10) uses the concept of work and power of electric currentelectric currentelectric current together with their units; applies the relation between these values to the calculations; converts electricity expressed in kilowatt‑hours into joules and conversely;
11) distinguishes the forms of energy to which electric energy is converted; indicates electric energy sources and receivers;
12) uses the concept of electrical resistanceresistanceresistance as the property of a conductor; applies to the calculations the relation between voltage and current and resistance; uses a resistance unit;
13) draws diagrams of electrical circuits consisting of one electric energy source, one electric receiver, meters and switches; uses graphic symbols of these elements.
Prepare the answers to the repetition questions from the electric current.
1. What is electric current? 2. What is the intensity of electric current? 3. What is the unit of electric current? 4. What is the name of the device used to measure the intensity of electric current? 5. Present Kirchhoff's law. 6. What determines the intensity of the electric current flowing through the conductor? 7. What is Ohm's law about? 8. What is the electrical resistanceresistanceresistance? 9. What is the unit of electrical resistance? 10. Is the resistance of the conductor dependent on the temperature? 11. What determines the resistance of the conductor? 12. List two basic ways to connect electric receivers. 13. Characterize the series connection of electric receivers. 14. Characterize the parallel connection of electric receivers. 15. What is the work of electric current? 16. How can you determine the work of electric current? 17. How can you determine the power of electric currentpower of electric currentpower of electric current? 18. What is the nominal power? 19. What is the voltage? 20. What is the voltage unit and what device is used to measure the voltage?
Electric currentelectric currentElectric current is an orderly movement of electric charges.
2. What is the intensity of electric current?
The intensity of electric current is the ratio of the charge flowing through the cross‑section of the conductor to the flow time.
3. What is the unit of electric current?
The unit of electric current is 1 A (ampere).
4. What is the name of the device used to measure the intensity of electric current?
The ammeter is used to measure the intensity of electric current.
5. Present Kirchhoff's law.
In circuits with electric current we often have branches. It follows from the principle of charge conservation that the sum of currents flowing into the node (junction) is equal to the sum of currents flowing out of that node. This law is called the 1st Kirchhoff’s law.
6. What determines the intensity of the electric current flowing through the conductor?
The intensity of the electric currentelectric currentelectric current flowing through the conductor depends on the voltage between its ends. The dependence I(U) is called the current‑voltage characteristic.
7. What is Ohm's law about?
Ohm's law for a circuit section says that the current is directly proportional to the applied voltage.
8. What is the electrical resistanceresistanceresistance?
The voltage to current ratio, constant for a given section of the circuit, is called electrical resistance.
9. What is the unit of electrical resistance?
The unit of electrical resistance is 1 Ω (ohm).
10. Is the resistance of the conductor dependent on the temperature?
The resistance of the conductor is constant, if its temperature does not change. As the temperature increases, the resistance of the metallic conductor increases.
11. What determines the resistance of the conductor?
The electrical resistanceresistanceresistance of the conductor is directly proportional to its length and inversely proportional to the cross‑section.
The factor is called the correct resistivity and is characterized by the type of material.
12. List two basic ways to connect electric receivers.
Electric receivers can be connected in series or in parallel.
13. Characterize the series connection of electric receivers.
The same current flows through all electric receivers connected in series. The voltage between the ends of the entire circuit is equal to the sum of voltages on individual receivers. The equivalent resistanceresistanceresistance of electric receivers connected in series is equal to the sum of individual resistances.
14. Characterize the parallel connection of electric receivers.
The same voltage is between the ends of all electric receivers connected in parallel. The current in the circuit is the sum of the currents flowing through individual receivers. The inverse of the equivalent resistance of the electric receivers connected in parallel is the sum of the inverse of the individual resistances.
15. What is the work of electric current?
Electric currentelectric currentElectric current are the charges flowing under the influence of Coulomb forces. These forces work in the conductor to move these charges. We call it the work of electric current or electric energy supplied to the conductor from the source.
16. How can you determine the work of electric current?
We can express the work of electric current in three ways:
We express the work in joules, but we can also express it in kilowatt‑hours: 1 kWh = 3600000 J.
17. How can you determine the power of electric currentpower of electric currentpower of electric current?
The power of a device that draws electric current can also be calculated using three formulas:
18. What is the nominal power?
On the electric energy receivers, the nominal power is often marked, i.e. the power that is dissipated on the receiver when it operates in the conditions described in the instructions. If the receiver is connected to another voltage, the power will be different.
19. What is the voltage?
The current in the external circuit flows from „+” to „-”, in other words in the direction of the electric forces, but inside the source the charges have to move from „-” to „+”. The cell must therefore be capable of performing work in order to move the charges from a point with lower potential to a point of higher potential. The ratio of this work to the transferred charge is called the cell voltage:
To allow the flow of current in the conductor we must maintain the potential difference at its ends. Voltage sources can be, for example, cells, batteries, accumulators.
20. What is the voltage unit and what device is used to measure the voltage?
The voltage unit is 1 V (volt). The voltage is measured with a voltmeter.
We dedicated this section to electricity. We described this phenomenon exactly, we defined the current intensity and its unit - ampere. We paid attention to the fact that the condition of an electric current in the electric circuit is to connect the load to the voltage source and to close the electrical circuit. We formulated Ohm's law and defined the concept of electrical resistance. We showed how to build simple electrical circuits, and how to draw and interpret their diagrams. You already know how to use a universal meter that can act as an ammeter or voltmeter. We have brought the concept of electric energy, i.e. the work of electric current, and its power. You can calculate these quantities in SI units, as well as those outside of this system, but commonly used in Poland.
Selected words and expressions used in the lesson plan
Ten dział poświęciliśmy prądowi elektrycznemu. Opisaliśmy dokładnie to zjawisko, zdefiniowaliśmy natężenie prądu i jego jednostkę – amper. Zwróciliśmy uwagę na napięcie elektryczne, które jest niezbędne do powstania prądu. Sformułowaliśmy podstawowe prawo przepływu prądu – prawo Ohma – i zdefiniowaliśmy pojęcie oporu elektrycznego. Pokazaliśmy, jak budować proste obwody elektryczne, a także jak tworzyć i interpretować ich schematy. Wiesz już, jak posługiwać się miernikiem uniwersalnym, który może pełnić funkcję amperomierza lub woltomierza. Przybliżyliśmy ci pojęcie energii elektrycznej, czyli pracy prądu elektrycznego, oraz jego mocy. Umiesz obliczać te wielkości zarówno w jednostkach układu SI, jak i tych spoza tego układu, ale stosowanych powszechnie w Polsce.
Opór przewodnika jest stały, jeśli nie zmienia się jego temperatura. Wraz ze wzrostem temperatury opór przewodników rośnie.
mf13245c92e13360e_1528449000663_0
Podsumowanie wiadomości o elektryczności
mf13245c92e13360e_1528449084556_0
Drugi
mf13245c92e13360e_1528449076687_0
VI. Elektryczność. Uczeń:
8) posługuje się pojęciem natężenia prądu wraz z jego jednostką; stosuje do obliczeń związek między natężeniem prądu a ładunkiem i czasem jego przepływu przez przekrój poprzeczny przewodnika;
9) posługuje się pojęciem napięcia elektrycznego jako wielkości określającej ilość energii potrzebnej do przeniesienia jednostkowego ładunku w obwodzie; stosuje jednostkę napięcia;
10) posługuje się pojęciem pracy i mocy prądu elektrycznego wraz z ich jednostkami; stosuje do obliczeń związki między tymi wielkościami; przelicza energię elektryczną wyrażoną w kilowatogodzinach na dżule i odwrotnie;
11) wyróżnia formy energii, na jakie jest zamieniana energia elektryczna; wskazuje źródła energii elektrycznej i odbiorniki;
12) posługuje się pojęciem oporu elektrycznego jako własnością przewodnika; stosuje do obliczeń związek między napięciem a natężeniem prądu i oporem; posługuje się jednostką oporu;
13) rysuje schematy obwodów elektrycznych składających się z jednego źródła energii, jednego odbiornika, mierników i wyłączników; posługuje się symbolami graficznymi tych elementów.
mf13245c92e13360e_1528449068082_0
45 minut
mf13245c92e13360e_1528449523725_0
Powtórzenie wiadomości o prądzie stałym.
mf13245c92e13360e_1528449552113_0
1. Powtórzenie wiadomości o prądzie elektrycznym.
2. Stosowanie odpowiednich wzorów na moc i pracę prądu stałego w sytuacjach typowych.
3. Stosowanie odpowiednich wzorów na moc i pracę prądu stałego w sytuacjach problemowych.
mf13245c92e13360e_1528450430307_0
Uczeń:
- zna i stosuje odpowiednie prawa związane z prądem stałym,
- rozwiązuje problemy typowe i nowe związane z prądem stałym.
mf13245c92e13360e_1528449534267_0
1. Pogadanka utrwalająca (powtórzeniowa).
2. Formułowanie problemów i pomysłów ich rozwiązywania.
mf13245c92e13360e_1528449514617_0
1. Praca w grupach lub indywidualnie.
2. Współpraca z nauczycielem podczas rozwiązywania zadań problemowych.
mf13245c92e13360e_1528450127855_0
Przygotuj odpowiedzi do pytań powtórzeniowych z prądu elektrycznego.
1. Co to jest prąd elektryczny? 2. Co nazywamy natężeniem prądu elektrycznego? 3. Jaka jest jednostka natężenia prądu elektrycznego? 4. Jak nazywa się przyrząd służący do pomiaru natężenia prądu elektrycznego? 5. Przedstaw I prawo Kirchhoffa. 6. Od czego zależy natężenie prądu płynącego przez przewodnik? 7. O czym mówi prawo Ohma? 8. Co to jest opór elektryczny? 9. Co jest jednostka oporu elektrycznego? 10. Czy opór przewodnika zależy od temperatury? 11. Od czego zależy opór przewodnika? 12. Wymień dwa podstawowe sposoby łączenia odbiorników energii elektrycznej. 13. Scharakteryzuj połączenie szeregowe odbiorników energii elektrycznej. 14. Scharakteryzuj połączenie równoległe odbiorników energii elektrycznej. 15. Co to jest praca prądu elektrycznego? 16. Jak można wyznaczyć pracę prądu elektrycznego? 17. Jak można wyznaczyć moc prądu elektrycznego? 18. Co to jest moc znamionowa? 19. Co to jest napięcie? 20. Co jest jednostką napięcia i jaki przyrząd wykorzystujemy do pomiarów napięcia?
mf13245c92e13360e_1528446435040_0
1. Co to jest prąd elektryczny?
Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych.
2. Co nazywamy natężeniem prądu elektrycznego?
Natężeniem prądu nazywamy stosunek ładunku przepływającego przez poprzeczny przekrój przewodnika do czasu przepływu.
3. Jaka jest jednostka natężenia prądu elektrycznego?
Jednostką natężenia prądu jest 1A (amper).
4. Jak nazywa się przyrząd służący do pomiaru natężenia prądu elektrycznego?
Do pomiaru natężenia prądu służy amperomierz.
5. Przedstaw I prawo Kirchhoffa.
W obwodach z prądem często mamy do czynienia z rozgałęzieniami. Z zasady zachowania ładunku wynika, że suma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń prądów z niego wypływających. Prawo to nosi nazwę I prawa Kirchhoffa.
6. Od czego zależy natężenie prądu płynącego przez przewodnik?
Natężenie prądu płynącego w przewodniku zależy od napięcia panującego między jego końcami. Zależność I(U) nosi nazwę charakterystyki prądowo - napięciowej.
7. O czym mówi prawo Ohma?
Prawo Ohma dla odcinka obwodu mówi, że natężenie prądu jest wprost proporcjonalne do przyłożonego napięcia.
8. Co to jest opór elektryczny?
Stały dla danego odcinka obwodu stosunek napięcia do natężenia nazywamy oporem elektrycznym.
9. Co jest jednostką oporu elektrycznego?
Jednostką oporu elektrycznego jest 1 Ω (om).
10. Czy opór przewodnika zależy od temperatury?
Opór przewodnika jest stały, jeśli nie zmienia się jego temperatura. Wraz ze wzrostem temperatury opór przewodników metalicznych rośnie.
11. Od czego zależy opór przewodnika?
Opór elektryczny przewodnika jest wprost proporcjonalny do jego długości i odwrotnie proporcjonalny do przekroju poprzecznego.
Współczynnik nazywa się oporem właściwym i charakteryzuje rodzaj materiału.
12. Wymień dwa podstawowe sposoby łączenia odbiorników energii elektrycznej.
Odbiorniki energii elektrycznej można ze sobą łączyć szeregowo lub równolegle.
13. Scharakteryzuj połączenie szeregowe odbiorników energii elektrycznej.
Przez wszystkie odbiorniki połączone szeregowo płynie prąd o takim samym natężeniu. Napięcie między końcami całego układu jest równe sumie napięć na poszczególnych odbiornikach.
Opór zastępczy układu odbiorników energii połączonych szeregowo jest sumą poszczególnych oporów.
14. Scharakteryzuj połączenie równoległe odbiorników energii elektrycznej.
Między końcami wszystkich odbiorników połączonych równolegle jest takie samo napięcie. Natężenie prądu w głównym przewodzie jest sumą natężeń prądów płynących przez poszczególne odbiorniki. Odwrotność oporu zastępczego układu odbiorników połączonych równolegle jest sumą odwrotności poszczególnych oporów.
15. Co to jest praca prądu elektrycznego?
Prąd elektryczny to płynące pod wpływem sił kulombowskich ładunki. Siły te wykonują więc w przewodniku pracę, aby te ładunki przemieścić. Nazywamy ją pracą prądu lub energią elektryczną doprowadzoną do przewodnika ze źródła.
16. Jak można wyznaczyć pracę prądu elektrycznego?
Pracę prądu możemy wyrazić trzema sposobami:
Pracę wyrażamy w dżulach, ale możemy też wyrażać w kilowatogodzinach: 1 kWh = 3 600000 J.
17. Jak można wyznaczyć moc prądu elektrycznego?
Moc urządzenia pobierającego energię elektryczną można również wyliczyć trzema wzorami:
18. Co to jest moc znamionowa?
Na odbiornikach energii często zaznaczana jest moc nominalna (znamionowa), czyli moc jaka jest wydzielana w odbiorniku, gdy będzie pracował w warunkach opisanych w instrukcji. Jeśli odbiornik włączymy do innego napięcia, moc będzie inna.
19. Co to jest napięcie?
Prąd w obwodzie zewnętrznym płynie od „+” do „–”, czyli zgodnie z siłami elektrycznymi, ale wewnątrz źródła ładunki muszą poruszać się od „–” do „+”. Ogniwo musi być więc zdolne do wykonywania pracy, aby przenieść ładunki z punktu o niższym potencjale do punktu o wyższym potencjale. Stosunek tej pracy do przenoszonego ładunku nazywamy napięciem ogniwa:
Aby umożliwić przepływ prądu w przewodniku musimy utrzymywać różnicę potencjałów na jego końcach. Źródłami napięcia mogą być np. ogniwa, baterie, akumulatory.
20. Co jest jednostką napięcia i jaki przyrząd wykorzystujemy do pomiarów napięcia?
Jednostką U jest 1 V (wolt). Napięcie mierzymy woltomierzem.
[Grafika interaktywna]
mf13245c92e13360e_1528450119332_0
Ten dział poświęciliśmy prądowi elektrycznemu. Opisaliśmy dokładnie to zjawisko, zdefiniowaliśmy natężenie prądu i jego jednostkę – amper. Zwróciliśmy uwagę na fakt, że warunkiem wystąpienia prądu elektrycznego w obwodzie elektrycznym jest podłączenie obciążenia do źródła napięcia elektrycznego oraz zamknięcie obwodu elektrycznego. Sformułowaliśmy – prawo Ohma – i zdefiniowaliśmy pojęcie oporu elektrycznego. Pokazaliśmy, jak budować proste obwody elektryczne, a także jak rysować i interpretować ich schematy. Wiesz już, jak posługiwać się miernikiem uniwersalnym, który może pełnić funkcję amperomierza lub woltomierza. Przybliżyliśmy pojęcie energii elektrycznej, czyli pracy prądu elektrycznego, oraz jego mocy. Umiesz obliczać te wielkości zarówno w jednostkach układu SI, jak i tych spoza tego układu, ale stosowanych powszechnie w Polsce.