Підручник Фізика 8 клас - М. I. Шут - Перун 2016 рік

ЧАСТИНА II ЕЛЕКТРИЧНІ ЯВИЩА ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ

Розділ 6. ЗАСТОСУВАННЯ ЗАКОНІВ ПОСТІЙНОГО ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ

§ 47. БЕЗПЕКА ЛЮДИНИ ПІД ЧАС РОБОТИ З ЕЛЕКТРИЧНИМИ ПРИЛАДАМИ І ПРИСТРОЯМИ

1. Коротке замикання. Виконуючи роботи з електричним струмом, необхідно пам’ятати, що струм, проходячи крізь тіло людини, може бути небезпечним для здоров’я. Тому слід суворо дотримуватись правил техніки безпеки. Необхідно враховувати, що кожне електричне коло розраховане на певну силу струму. Тому кожне електричне коло слід захистити від надмірного зростання сили струму в ньому.

Причиною значного зростання сили струму в мережі може бути або одночасне вмикання потужних споживачів струму (електричних плиток, електронагрівачів), або коротке замикання.

Опір кола за короткого замикання дуже незначний, тому в колі, згідно з законом Ома, виникає дуже велика сила струму.

2. Запобіжники. Оскільки сила струму короткого замикання може бути значною, то проводи електричної мережі при цьому можуть сильно нагріватися і навіть спричинити пожежу. Щоб уникнути цього, в мережу вмикають спеціальні пристрої - запобіжники, призначення яких - відразу вимкнути лінію, тільки но сила струму перевищить допустиму.

На рисунку 162 показано запобіжник із плавкою вставкою, який до цього часу застосовують у квартирній проводці. Головна його частина - дротина з легкотопкого металу (наприклад, із свинцю), що міститься всередині фарфорової вставки.

Коротким замиканням ділянки кола називають з'єднання її провідником з дуже малим опором, внаслідок чого відбувається різке збільшення сили струму.

Рис. 162. Запобіжник із плавкою вставкою

Якщо сила струму перевищить допустиме значення, то свинцева дротина розплавиться і коло розімкнеться. Тому такі запобіжники й називають плавкими.

Плавку вставку можна легко замінювати, якщо вона перегорить.

Нині широко застосовуються запобіжники, дія яких ґрунтується на тепловому розширенні тіл під час нагрівання. На рис. 163 зображено зовнішній вигляд такого запобіжника. У разі перевантаження електричне коло розмикається. Ввімкнення кола здійснюється натисненням кнопки. На рисунку 164 зображено сучасний блок запобіжників різного призначення.

Використання запобіжників захищає електричні кола від перевантаження.

3. Дія електричного струму на організм людини. Щоб захиститися від дії електричного струму, тим, хто працює з електрикою, слід суворо дотримувати певних заходів безпеки.

Дослідження показали що сила струму близько 0,01 А в разі проходження крізь тіло людини спричинює легке подразнення за струму 0,03 А м’язи можуть утратити здатність скорочуватися, а струм силою 0,1 А вважається небезпечним. Оскільки електричний опір тіла людини може змінюватися від 500 кОм до 1 кОм, то при випадковому попаданні під напругу 220 В крізь тіло людини може проходити струм силою І = = 0,22А, який також є небезпечним.

Рис. 163. Зовнішній вигляд запобіжника

Рис. 164. Запобіжники, які використовують в радіопристроях

Тому за несприятливих умов не те що 220 В, а лише 50-60 В можуть нашкодити здоров’ю життя людини. Навіть напруга 12 В вже небезпечна для здоров’я!

Слід мати на увазі, що ступінь ураження електричним струмом залежить не лише від сили струму, а й від шляху, яким струм проходить крізь тіло людини.

Найбільша небезпека для людини виникає тоді, коли при ураженні струм проходить крізь нервові центри органів дихання і кровообігу. Тому будьте уважні, користуючись електричним струмом у побуті та в кабінеті фізики.

4. Правила техніки безпеки під час роботи з електричним струмом. Щоб бути гарантованим від неприємностей, кожний, хто має справу з електрикою, має виконувати такі основні правила: ніколи не працювати під напругою; користуватися тільки електроізольованим інструментом; бути особливо обережним під час роботи у вологих приміщеннях.

Особливо небезпечно доторкатися до увімкнених в електричне коло приладів мокрими руками. Неправильне поводження з електрикою може спричинити й пожежу. Тому не залишайте без нагляду електропраски, плитки, паяльника, теле- і радіоприладів, якщо вони увімкнені в мережу.

Слід зазначити, що електричний опір людського тіла не завжди однаковий, він залежить від багатьох факторів: вологості шкіри, стану нервової системи, стану здоров’я, втоми. Також треба пам’ятати, що ймовірність ураження електричним струмом зростає, якщо людина стоїть на кам’яній, земляній чи вологій дерев’яній підлозі, доторкається до газових, водопровідних, каналізаційних труб чи інших металевих предметів.

Основні правила: ніколи не працювати під напругою; користуватися тільки електроізольованим інструментом; бути особливо обережним під час роботи у вологих приміщеннях.

Пам’ятайте, що ураження струмом найчастіше буває внаслідок:

> дотику до неізольованих, оголених проводів, рубильників, лампових патронів, запобіжників та інших приладів, які перебувають під напругою;

> дотику до робочих частин електростанка, електродвигуна, які внаслідок пошкодження електричної ізоляції опинилися під небезпечною напругою;

> перебування поблизу місця падіння на землю обірваного провода електромережі;

> недодержання правил безпеки в побуті.

Подумайте і дайте відповідь

1. Чому потрібно дотримуватись правил безпеки під час роботи з електричним струмом?

2. Чим пояснити, що за короткого замикання сила струму в колі може бути дуже великою?

3. Для чого потрібні запобіжники, які вмикають у мережу?

4. Чому слід ретельно перевіряти стан електроізоляції проводів, особливо у вологих приміщеннях?

5. Чому не можна залишати без нагляду електронагрівальні прилади?

Розширте науковий кругозір

Іноді під час грози коронний розряд з блискавковідводу стає настільки сильним, що біля вістря виникає чітко видиме свічення. Таке свічення іноді виникає й біля інших загострених предметів: на кінцях корабельних щогл, гострих верхівок дерев та ін. Це явище було відоме ще декілька віків тому отримало назву «вогні святого Ельма» і викликало містичний жах у мореплавців.

Красиве, але й небезпечне явище природи - блискавка - це не що інше, як іскровий розряд в атмосфері.

Повітря в каналі блискавки нагрівається до температури понад 10 000 °С і перебуває у стані плазми. Раптова зміна тиску у плазмовому каналі, діаметр якого становить 10 - 20 см, при зміні сили струму і припиненні розряду викликає звукове явище - грім.

Рис. 165. Блискавка

Фізичні дослідження в Україні

Значний внесок в розвиток вчення про електричний струм зробили також і українські вчені, зокрема:

Олександр Смакула (1900-1983) народився в с. Доброводи на Тернопільщині. Олександр Смакула увійшов в історію науки як один із найвидатніших українських фізиків XX століття. Він є гордістю не лише українського народу, а й світової науки. Понад 40 років свого життя Олександр Смакула віддав науці за межами України. «Але своєї Батьківщини не забув і повік не забуду», - писав він у 1964 році. У 1927 році написав роботу «про питомий опір рідкого повітря», в якій вивів формулу для розрахунку питомого опору рідкого повітря, провів перевірку закону Ома.

Іван Пулюй (1845-1918), народився в місті Гримайлові (Тернопільська область). Вдосконалив технологію виготовлення розжарювальних спіралей для освітлювальних ламп. У 1881 році на Всесвітній електротехнічній виставці в Парижі сконструйовані Пулюєм електричні лампи розжарювання відзначено дипломами. Масштабна діяльність І. Пулюя в галузі електротехніки, як практичної, так і теоретичної, отримала широке визнання. Він проявив себе як учений-дослідник, інженер-конструктор, винахідник, технолог, проектант електростанцій, керівник їх будівництва, державний експерт.

Михайло Авенаріус (1835-1895), народився в Царському Селі. Завідувач кафедри фізики, професор Київського університету (1865- 1891 рр.), організатор і керівник Київської школи фізиків-експериментаторів. Сформулював залежність електрорушійної сили термоелементів від температури. Активно займався науковими дослідженнями, керував фізичною лабораторією університету, завідував Метеорологічною обсерваторією, вів підготовку наукових кадрів. Викладав експериментальну фізику, метеорологію, спеціальні курси механічної теорії тепла (термодинаміки), теорії електрики та магнетизму, оптики.

Навчальний проект

Електрика в житті людини.

Сучасні побутові електричні прилади

Вступ

Сьогодні рівень забезпечення населення електричними приладами є дуже високим. Тому обізнаність із технічними характеристиками та особливостями роботи електричних побутових приладів забезпечить їх правильну експлуатацію та своєчасне вживання заходів щодо усунення несправностей. Це дозволить подовжити термін служби електричних побутових приладів, а також запобігти ураженню електричним струмом і запобігти пожежі в разі короткого замикання.

Мета проекту

Розширити і поглибити знання й уміння з розділу 5 «Електричний струм. Закони постійного струму» і розділу 6 «Застосування законів постійного електричного струму». Ознайомитись з правилами використання електричних побутових приладів, з можливостями виявлення й усунення незначних несправностей. Навчитись використовувати інструкції до приладів, одержувати з них необхідну інформацію. Ознайомитись із правилами попередження уражень електричним струмом при експлуатації побутових електричних приладів. Набути умінь моделювання деяких електричних пристроїв.

Знання з яких навчальних предметів будуть необхідні при роботі над проектом?

1. Фізика. 2. Природознавство. 3. Біологія. 4. Трудове навчання.

Орієнтовні напрями роботи над проектом

Теоретична частина проекту:

1. Електропроводка у кабінеті фізики, її основні елементи та їх призначення. Правила експлуатації електропроводки. Причини виникнення та можливості усунення короткого замикання.

2. Електроосвітлювальні прилади. Принцип дії електроосвітлювальних приладів, їх технічні характеристики. Правильний підбір освітлювальних приладів у квартирі.

3. Електронагрівальні прилади. Види електронагрівальних приладів та їх технічні характеристики. Правила техніки безпеки при використанні електронагрівальних приладів у побуті.

4. Електричні прилади для виконання господарських робіт. їх види, призначення, технічні характеристики. Економія електроенергії при виконанні господарських робіт із використанням електричних приладів. Заміна запобіжників у разі перевантаження електричного кола при одночасному ввімкненні декількох електричних приладів.

5. Електричні прилади для створення мікроклімату в оселі. Призначення та правила застосування приладів, їх технічні характеристики.

6. Прилади для регулювання напруги в електричному колі. Призначення приладів, схеми та правила їх увімкнення в коло.

7. Придбання електричних побутових приладів. Порівняння їх технічних характеристик, визначення параметрів, за якими слід обирати прилад (економічність, безпека у використанні тощо).

8. Техніка безпеки при використанні електричних побутових приладів. Заземлення приладів. Прийоми надання першої медичної допомоги у разі ураження електричним струмом.

Експериментальна частина проекту:

Увага! Усі завдання експериментальної частини проекту рекомендується виконувати під керівництвом учителя.

1. Традиція запалювати вогні на новорічній ялинці зародилася задовго до появи електрики, тому у якості такої прикраси спочатку використовувалися свічки. Проте вони були дуже небезпечні, оскільки могли викликати пожежу. Ситуація кардинально змінилася, коли з'явилися електричні ялинкові гірлянди. Але був період, коли знайти такі гірлянди можна було лише у великих містах. Тому у той час єдиною можливістю зробити ілюмінацію у квартирі на Новий рік була самоцільна ялинкова гірлянда. А схему її виготовлення знав кожний школяр! Чи зможете ви зробити модель ялинкової гірлянди?

2. Найпростішими джерелами струму є батарейки. Але їх використання породжує серйозну екологічну проблему - утилізацію батарейок. Адже у них містяться шкідливі речовини, а тому їх небезпечно викидати разом з іншим сміттям, адже для утилізації батарейок необхідні спеціальні контейнери. Але цікавим є той факт, що деякі овочі й фрукти можуть бути використані у якості джерел живлення. До того ж такі джерела струму будуть екологічно безпечними!

Виконайте дослідження щодо використання природних плодів лимона, апельсина, яблука, цибулі, картоплі тощо, для створення найпростіших джерел струму. Встановіть електричні характеристики природних джерел струму (силу струму, який вони виробляють, напругу на полюсах джерела струму, потужність джерел струму).

За результатами експериментів зробіть висновки:

- які природні елементи є найбільш ефективними джерелами струму;

- як залежить напруга на полюсах джерел струму від розмірів природних елементів, які ви досліджували;

- що необхідно зробити для забезпечення більшої потужності природного джерела струму;

- для яких приладів можна використовувати джерела струму, одержані з природних елементів.

Важливо! Виконуючи це завдання проекту, ви робите свій особистий внесок у справу охорони природи України!





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