Файл: ОТстік азастан мемлекеттік педагогикалы университеті.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 55
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТІК ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Жоғарғы мектептен кейінгі білім беру институты
Тақырыбы: Орта мектепте оқушылармен бірге «толық тізбектегі тұрақты ток пен айнымалы ток тақырыбына эксперименттік зерттеу жұмыстарын жүргізу
ЖОБАЛЫҚ ЗЕРТТЕУ
Білім беру бағдарламасы: 7В01502-«Физика педагогін даярлау»
Орындағандар : Ораз Альмира, Маликова Жанара
Қабылдаған, аға оқытушы: Садық Болат Халдарұлы
Шымкент 2023ж
Мазмұны
Зерттеу жоспары
Кіріспе.....................................................................................................................
1. ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ
Тұрақты ток және Айнымалы ток
1.1 Тұрақты токтың теориясы..............................................................................
1.2 Айнымалы токтың теориясы..........................................................................
2. ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
Толық тізбектегі Тұрақты ток және Айнымалы ток
2.1 «Толық тізбектегі тұрақты ток пен айнымалы» тақырыбын оқытуда компьютерлік бағдарламалар және виртуалды модельдеуші ортаны қолдану.
2.2 Тәжірибелік – эксперименттік жұмыс және оның нәтижелері...................
Қорытынды..........................................................................................................
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі....................................................................
Кіріспе
Қазіргі мектептердің заманауи деңгейі білім беру процесін жаһандық ақпараттандырумен сипатталады. Бұл құбылыстың негізі оқу іс-әрекетін компьютерлік қолдаудың әртүрлі құралдарын жасау және пайдалану болып табылады.
Зерттеудің өзектілігі: Жоғары сыныптарда «Толық тізбектегі тұрақты ток және айнымалы ток» тақырыбын оқыту маңызды сипат алады. Себебі, «Электр және Магнетизм» бөліміндегі негізгі тақырыптардың бірі. Тақырып бойынша жасалатын эксперименттік жұмыстарды жетілдіру әдістемесі арқылы, оқушылардың тақырыпты толық және терең меңгеруіне мүмкіндік жасаймыз.
Зерттеу мақсаты: «Толық тізбектегі тұрақты және айнымалы ток» тақырыбына эксперименттік зерттеу жұмыстарын оқушылармен бірге жасауға әдістеме даярлау
Зерттеу объектісі: Орта мектепте «Электр және Магнетизм» бөліміне жасалатын эксперименттік жұмыстар
Зерттеу пәні: «Толық тізбектегі тұрақты және айнымалы ток» тақырыбын зерттеу әдістемесі
Зерттеу міндеттері:
-10-11 сыныптарда «Электр және Магнетизм» бөліміндегі негізгі тақырыптардың бірі «Толық тізбектегі тұрақты және айнымалы ток» тақырыбын зерттеп қарастыру;
-алдымен теориясы бойынша түсінік қалыптастырып, эксперименттік жұмыстарды жүргізу, тақырып бойынша есептерді шығару,
- Толық тізбектегі тұрақты ток және айнымалы ток элементтері негізінде тізбек құрып, виртуалды эксперименттер жүргізу, нәтижелерді талдау;
-оқыту теориясы мен әдістемесін жетілдіру жолдарын саралау;
Зерттеу әдістері:
- 10-11 сынып мектеп оқулығын пайдаланып , тақырыпқа сәйкес теорияны қарастырып , сәйкес эксперименттік тапсырмаларды жасау;
-«Начало электроники», «Electronics Workbench », «MathCad», «Excel» виртуалды модельдеуші ортаны қолдану;
Зерттеу базасы: жалпы орта мектеп 10-11 сыныптар
БОЛЖАМ: Толық тізбектегі тұрақты және айнымалы ток тақырыбын зерттеу арқылы 10-11 сыныптардағы «Электр және Магнетизм» бөлімі бойынша оқушылардың берілген тақырыпты толық түсініп, білімдерін практикада қолдану дағдыларын жетілдіруге мүмкіндік жасай аламыз.
1. ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ
Тұрақты ток және Айнымалы ток
1.1 Тұрақты токтың теориясы
Тұрақты ток – ток күшінің шамасы мен бағыты уақытқа байланысты өзгермейтін электр тогы.
Тұрақты ток тұрақты кернеудің әсерімен тек тұйықталған тізбекте ғана пайда болады. Тармақталмаған тұйық тізбектің кез келген қимасында тұрақты ток күшінің мәні өзгермейді. Тұрақты токтың негізгі заңдарына ток күші мен кернеудің байланысын сипаттайтын Ом заңы, өткізгішпен ток жүрген кезде бөлініп шығатын жылуды анықтайтын Джоуль-Ленц заңы және тармақталған тізбек үшін жазылатын Киргхоф ережелері жатады. Тұрақты ток көздеріне электр машиналарының генераторы гальвани элементтері, термоэлементтер, батареяларға топтастырылған фотоэлементтер, күн көзінің батареялары, алдын ала зарядталған аккумуляторлар және — пайдалы әсер коэффициенті жоғары магниттік гидродинамика генераторлары жатады. Тұрақты токты жартылай өткізгіштердің және басқа түзеткіштердің көмегімен, айнымалы токты түзету арқылы өндіруге болады.
Тікелей ток 1800 жылы вольтаикалық үйінді ойлап табу арқылы шығарылды, сондықтан оны 1745-1827 жылдар аралығында өмір сүрген итальяндық физик Алессандро Вольта деп атады.
француз физигі Андре Мари Ампер (1775-1836) вольта ұяшықтарындағы екі полярлықты анықтап, электр тогы оңнан теріс полюске қарай ағып жатыр деп болжады.
Бүгінде бұл конвенция әлі де қолданылып келеді, дегенмен электр зарядының тасымалдаушылары теріс терминалдан оң терминалға дейін керісінше жүретін электрондар екендігі белгілі.
Француз өнертапқышы Гипполит Пиксии (1808–1835) магнит айналасында айналатын цикл немесе бұрылыс сымнан тұратын генератор құрды, әр жарты айналым сайын ток ағыны өзгергенін атап өтті.
Ампердің ұсынысы бойынша өнертапқыш коммутаторды қосты, осылайша алғашқы динамо немесе тұрақты ток генераторы құрылды.
Электрлік жарықтандыру жүйелеріне келетін болсақ, 1870-1880 жылдар аралығында тұрақты немесе тұрақты токтың жоғары кернеуі қажет электр доғалы шамдары қолданылған.
Белгілі болғандай, жоғары кернеу үйде пайдалану өте қауіпті. Осы тұрғыдан американдық өнертапқыш Томас Эдисон (1847-1931) жарықтандыру мақсатында электр энергиясын пайдалануды қауіпсіз етті. Эдисон 1880 жылы қыздыру шамын жетілдіріп, оны пайдалы етті.
Электр энергиясын қалааралық тарату үшін тұрақты токты қолдану идеясы толығымен жойылған жоқ, өйткені мұндай жүйелер 1950 жылдары жасалған болатын.
Бүгінде электр энергиясын тасымалдау үшін әлемдегі ең ұзын суасты кабелі - Норвегияны Нидерландымен байланыстыратын NorNed кабелі тұрақты токты 450 мың вольтты қолданады.
Су асты кабельдері үшін ауыспалы токты қолдану қолайлы емес, өйткені теңіз суы электр энергиясын өте жақсы өткізеді, ал айнымалы ток суасты кабелі тұзды суға құйынды ағындар тудырады. Бұл берілгісі келетін электр энергиясының үлкен шығындарын тудыруы мүмкін.
Бүгінде жоғары вольтты тұрақты ток электр пойыздарын рельстер арқылы қуаттандыру үшін қолданылады.
1.2 Айнымалы токтың теориясы
Айнымалы ток туралы оны ойлап тапқан және алға жылжытқан серб-хорват инженері Никола Тесла (1846-1943) туралы айтпай-ақ айту мүмкін емес. Оның қолданылуына, тасымалдануына және қолданылуына ең көп патент шығарған ол.
Бұл патенттердің барлығы американдық компанияға берілген Westinghouse Electric Co. өзінің эксперименттері мен жобаларына қажетті қаржыландыруды алу үшін оны жасаушы.
Айнымалы ток бойынша алғашқы сынақтарды электр энергиясының негізгі бастаушыларының бірі жасады: Майкл Фарадей (1791-1867), ол электромагниттік индукцияны ашты және алғашқы айнымалы ток генераторын жасады.
Оның 1855 жылы алғашқы практикалық қолданылуының бірі бұлшықеттің жиырылуын белсендіруге арналған айнымалы токпен электротерапия болды. Емдеудің бұл түрі үшін айнымалы ток тұрақты токтан әлдеқайда артық болды.
Кейінірек 1876 жылы орыс инженері Павел Яблочков электр доға лампалары мен айнымалы ток генераторларына негізделген жарықтандыру жүйесін ойлап тапты. 1883 жылға қарай Австрия-Венгрия компаниясы Ганц жұмыс істейді ол елуге жуық айнымалы ток жүйелерін орнатқан болатын.
Тесланың өнертабыстары
Никола Тесланың айнымалы токты дамытудағы және пайдаланудағы негізгі үлестерінің арасында айнымалы токпен жұмыс істейтін электр қозғалтқышының тұрақты токқа айналуын қажет етпейтін өнертабысы ерекше.
Никола Тесла сонымен бірге өндірістегі энергияны және электр энергиясын тасымалдаудағы инфрақұрылымды барынша пайдалану үшін үш фазалы ток ойлап тапты. Бұл жүйе бүгінгі күнге дейін қолданылады.
Трансформатор
Айнымалы токты дамытудағы тағы бір үлкен үлес трансформатордың өнертабысы болды. Бұл құрылғы алыс қашықтыққа тасымалдау үшін кернеуді көтеруге және үй мен өндірісте қауіпсіз пайдалану үшін кернеуді төмендетуге мүмкіндік береді. Әрине, бұл өнертабыс айнымалы токты тұрақты ток әдісіне қарағанда электр қуатын тарату әдісі ретінде жақсы балама етті.
Заманауи трансформатордың ізашары 1882 жылы Лондонда және кейінірек Туринде көрмеге қойылған «екінші генератор» деп аталатын темір ядролы қондырғы болды, ол электр жарығы үшін пайдаланылды.
Алғашқы жабық темір ядролы трансформаторды біз бүгін білеміз, Будапешттегі Ganz компаниясының екі венгр инженері ұсынды. Патенттерді Westinghouse Electric Co.
Трансформатордың негізгі сипаттамасы
Трансформатордың негізгі сипаттамасы мынада: екінші кернеудегі шығыс кернеуі арасындағы бөлік S және бастапқы кернеу VP екінші реттік орамның бұрылыстар саны арасындағы шамаға тең2 бастапқы орамның бұрылыстарының санына бөлінген N1:
VS / VP= N2 / Н.1
Трансформатордың бастапқы және екінші ретті арасындағы бұрылыстардың тиісті коэффициентін таңдау арқылы дұрыс кернеуге дәл және қуаттың жоғалтусыз қол жеткізуге болады.
Трансформаторларды қолданған алғашқы коммерциялық электр тарату жүйесі 1886 жылы АҚШ-тың Массачусетс штатында салтанатты түрде ашылды.
Бірақ Еуропа электротехникалық дамуға ілесіп отырды, өйткені сол жылы Италияның Церчи қаласында 2000 вольтты тиімді кернеуде айнымалы ток жіберетін жаңадан ойлап тапқан трансформатор негізінде электр беру желісі орнатылды. .
Трансформатор тек электр қуатын беру саласындағы революция ғана емес. Сондай-ақ, автомобиль өнеркәсібі саласында, оны Ford Motor Company Ford Model T оталдыру катушкалар жүйесінде қолданған кезде.
| Токтың бағыты | Екі бағытты (тербелмелі). | Бір бағытты (Бірыңғай). |
| Дереккөз | Генераторлар. | Батареялар |
| Электр қозғаушы күштің көздері (мысалы,) | Магнит өрісі болған кезде тербелмелі немесе айналмалы өткізгіштер немесе өткізгіштер. | Жасушалар мен батареялар ішіндегі электрохимиялық реакциялар. Диодтары бар ауыспалы немесе түзетілген айнымалы ток генераторлары. |
| Жұмыс жиілігі | Отандық және өндірістік розеткаларда 50 Гц немесе 60 Гц | 0 Гц |
| Жұмыс кернеуі | 110 В немесе 220 В | 1,5 В; 9В; 12V немесе 24V |
| Қалааралық кернеу | 380 000 Вольтқа дейін. | Оны ұзақ қашықтыққа тасымалдау мүмкін емес, өйткені оның шығыны көп. |
| 1 а.к.қозғалтқышта айналатын амперлер | Бір фазалы 110В 60Гц: 16 ампер. | 12 вольт тұрақты токта: 100 ампер. |
| Джоульді тұтынуға арналған максималды ток | 110В: 0,01 A / J 220В: 0,005 A / J | 12V: 0,08 A / J 9V: 0,1 A / J |
| Тізбектердегі пассивті элементтер | Кедергілер: -Реактивті -Активті -Индуктивті | -кедергі |
| Артықшылығы | Тасымалдау кезінде аз шығын. | Төменгі кернеу үшін қауіпсіз. Батареяларда сақталады. |
| Кемшіліктері | Жоғары жұмыс кернеуіне байланысты қауіпті. | Оны ұзақ қашықтыққа тасымалдау мүмкін емес, өйткені оның шығыны көп. |
| Қолданбалар | Тұрмыстық және өндірістік: кір жуғыш машиналар, тоңазытқыштар, өндіріс зауыттары. | Портативті электронды жабдық: смартфондар, ноутбуктар, радио, фонарьлар, сағаттар. |
2. ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ
Параллель және тізбектей қосу кезінде өткізгіштердің кедергісін зерттеу.
1. Қысқаша теориялық сипаттама.
Т
