УСІ УРОКИ ФІЗИКИ
9 клас

2-й семестр

 

ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ЯВИЩА

 

3. Магнітне поле

Урок 7/44

Тема. Електровимірювальні прилади

 

Мета уроку: ознайомити учнів із принципом дії електровимірювальних приладів.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

План уроку

Контроль знань

5 хв.

1. Будова і принцип роботи електромагніту.

2. Застосування електромагнітів у техніці й на виробництві.

3. Принцип роботи гучномовця.

Демонстрації

8 хв.

1. Будова і принцип дії електровимірювальних приладів.

2. Фрагменти відеофільму «Електровимірювальні прилади»

Вивчення нового матеріалу

25 хв.

1. Типи електровимірювальних приладів.

2. Вимірювальні прилади магнітоелектричної системи.

3. Вимірювальні прилади електромагнітної системи.

4. Вимірювальні прилади електродинамічної системи

Закріплення вивченого матеріалу

7 хв.

Контрольні питання

 

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Типи електровимірювальних приладів

Явище обертання рамки зі струмом у магнітному полі використовується для створення електровимірювальних приладів.

Для вимірювання електричних величин використовуються різні електровимірювальні прилади. Так, наприклад, сила струму вимірюється амперметром, напруга — вольтметром, опір — омметром, потужність — ватметром, електричну енергію вимірюють за допомогою лічильника.

Існує багато систем електровимірювальних приладів. Наприклад, прилади магнітоелектричної системи, електромагнітної й електродинамічної.

2. Вимірювальні прилади магнітоелектричної системи

Вимірювальний механізм приладів магнітоелектричної системи складається з двох частин.

 

 

Нерухома частина складається з постійного магніту, його полюсних наконечників і нерухомого осердя. У зазорі між полюсними наконечниками і осердям існує сильне магнітне поле.

Рухлива частина вимірювального механізму складається з легкої рамки, обмотка якої навивається на алюмінієвий каркас, і двох півосей, нерухомо зв'язаних з каркасом рамки. Кінці обмотки припаяні до двох спіральних пружин, через які до рамки підводиться вимірюваний струм. До рамки прикріплені стрілка й противаги. У зазорі між полюсними наконечниками й осердям установлена рамка. Її півосі вставляються в підшипники.

Коли в рамці протікає струм, сили, що діють на рамку з боку магнітного поля, повертають рамку разом зі стрілкою — вона рухається уздовж шкали. Чим більша сила струму в рамці, тим на більший кут повертається рамка зі стрілкою. Іншими словами, кут повороту рамки пропорційний силі струму.

Оскільки кут повороту стрілки пропорційний силі струму, то шкала вимірювального приладу магнітоелектричної системи рівномірна.

В амперметрів і вольтметрів вимірювальні механізми в принципі однакові. Їхня відмінність полягає лише в електричному опорі рамок. В амперметра опір рамки значно менший, ніж у вольтметра.

 

 

3. Вимірювальні прилади електромагнітної системи

Дещо простіше улаштовані прилади електромагнітної системи. Нерухома частина приладу являє собою котушку, по обмотці якої протікає струм. За рахунок цього в зазорі котушки виникає магнітне поле.

 

 

У зазор утягується якір, виготовлений з м'якої сталі, що складає рухливу частину приладу. На осі якоря наявна спіральна пружина, що протидіє втягуванню якоря в зазор котушки. У результаті стрілка, що сидить на осі, повертається на визначений кут, що залежить від сили струму.

Електромагнітні прилади менш чутливі порівняно з магнітоелектричними. Однак вони не настільки бояться перевантаження й більш надійні в роботі. Крім того, вони придатні для вимірювання у колах не тільки постійного, але й змінного струму. Їхні шкали нерівномірні.

4. Вимірювальні прилади електродинамічної системи

В електродинамічних вимірювальних приладах рухлива частина практично не відрізняється від рухливої частини приладів магнітоелектричної системи, тобто в них теж наявна рухлива рамка. Нерухомою ж частиною служить не постійний магніт, а котушка, по обмотці якої протікає струм.

Сила взаємодії між рамкою і котушкою пропорційна добутку сили струму в рамці і сили струму в котушці.

В амперметрах і вольтметрах електродинамічної системи обидві обмотки з'єднуються послідовно, тому сила, що повертає рухливу рамку, пропорційна квадрату сили струму. У результаті в приладів даного типу шкала нерівномірна.

Електродинамічний прилад може служити і ватметром.

 

Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу

·       Яка дія струму використовується в електровимірювальних приладах?

·       Як би поводилася котушка зі струмом у механізмі амперметра, якби її не утримували спіральні пружини?

·       Чому необхідно підключати амперметр і вольтметр відповідно до зазначених на них знаках «+» і «-»?

·       Які умови мають задовольняти внутрішні опори амперметра і вольтметра?

 

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Якісні питання

1. Які переваги чи недоліки мають прилади магнітоелектричної системи?

2. Які переваги чи недоліки мають прилади електромагнітної системи?

3. Чи відрізняється будова й принцип дії амперметра й вольтметра? Якщо так, то чим саме?

4. Поясніть, чому шкала вимірювальних приладів магнітоелектричної системи рівномірна, а шкала приладів електродинамічної системи — нерівномірна?

 

Домашнє завдання

1. Підр.: § 29.

2. Зб.: № 14.4; 14.10; 14.11; 14.15.



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити