Temat: Obliczanie siły wypadkowej – powtórzenie wiadomości

Temat: Elektryzowanie ciał.
1. Ładunek elektryczny – pewna cecha ciała.
2. Oznaczenia ładunku elektrycznego – Q, q.
3. Ładunek elektryczny mierzymy w kulombach.
[q] = [Q] = 1C (kulomb)
4. Ciała obdarzone ładunkami elektrycznymi mogą się przyciągać lub odpychać. Z uwagi na te dwa
rodzaje oddziaływań rozróżniamy dwa rodzaje ładunków elektrycznych: dodatnie i ujemne. Ładunki
jednoimienne (o tych samych znakach) odpychają się, a różnoimienne (o różnych znakach) przyciągają
się.
5. Elektryzowanie ciała polega na wytworzeniu ładunku elektrycznego na jego powierzchni.
Temat: Budowa atomu.
1. Ładunek elektryczny elementarny (e) – najmniejsza porcja ładunku elektrycznego, której w żaden
sposób nie można podzielić na mniejsze części.
e = 1,6  10-19 C
2. Proton – cząstka elementarna posiadająca dodatni ładunek elementarny.
3. Elektron – cząstka elementarna obdarzona ujemnym ładunkiem elementarnym.
4. Neutron - cząstka elementarna nie posiadająca żadnego ładunku elektrycznego.
5. Ciało naelektryzowane dodatnio posiada więcej protonów niż elektronów.
6. Ciało naelektryzowane ujemnie zawiera więcej elektronów niż protonów.
7. Model budowy atomu.
Atom składa się z jądra atomowego, wokół którego krążą elektrony. Krążą one po powłokach. Jądro
atomowe ma kształt zbliżony do kulistego. Składa się ono z protonów i neutronów (str. 16 i 17).
8. Przeliczanie jednostek ładunku elektrycznego.
mikrokulomb  1C  1  10 6 C
nanokulomb  1nC  1  10 9 C
pikokulomb  1 pC  1  10 12 C
Temat: Przewodniki i izolatory.
1. Tylko elektrony posiadają swobodę ruchu.
2. Elektron swobodny – elektron, który może bez
przeszkód przechodzić pomiędzy powłokami
walencyjnymi sąsiadujących ze sobą atomów.
3. Elektrony swobodne poruszają się chaotycznie
podobnie, jak cząsteczki gazu. I dlatego układ
wielu
takich
elektronów
swobodnych
nazywamy gazem elektronowym.
4. Przewodniki elektryczne – ciała zawierające w sobie elektrony swobodne (str. 26).
5. Izolatory elektryczne – ciała nie posiadające elektronów swobodnych (str. 26).
6. Zastosowanie przewodników i izolatorów elektryczności.
Temat: Mikroskopowy obraz zjawiska elektryzowania ciał.
1. Mechanizm elektryzowania ciał.
Pocieranie – ładunki elektryczne przemieszczają się z jednego ciała na drugie gromadząc się w
pocieranych miejscach.
B) Dotyk – elektrony swobodne przepływają z jednego ciała na drugie rozchodząc się po całej jego
powierzchni.
c.) Wpływ (indukcja elektrostatyczna) – ładunek zgromadzony na ciele A oddziałuje z nabojem
zgromadzonym w ciele B powodując przemieszczenie się tego ostatniego ładunku. Powoduje to trwałe
lub chwilowe naelektryzowanie się ciała B.
2. Zobojętnianie ładunku elektrycznego to jego neutralizacja poprzez wymieszanie z ładunkiem znaku
przeciwnego.
3. Uziemienie to zobojętnianie ładunku elektrycznego poprzez połączenie ciała naelektryzowanego z
ziemią za pośrednictwem przewodnika.
Temat: Elektroskop. Zasada zachowania ładunku elektrycznego.
1. Elektroskop – przyrząd służący do wykrywania ładunku elektrycznego.
2. Dlaczego wskazówka elektroskopu wychyla się po zetknięciu go z ciałem naelektryzowanym?
Ładunek elektryczny przepływa z ciała na wskazówkę elektroskopu i podtrzymujący ją pręcik.
Elementy te po naelektryzowaniu ładunkami o takich samych znakach odpychają się od siebie.
Powoduje to wychylenie się wskazówki elektroskopu..
3. Zasada zachowania ładunku elektrycznego (str. 33).
4. Przykłady zjawisk, w których jest spełniona zasada zachowania ładunku elektrycznego:
a) elektryzowanie ciał przez tarcie,
b) reakcje jądrowe.
Temat: Prąd elektryczny. Napięcie elektryczne.
1. Prąd elektryczny – uporządkowany ruch ładunków swobodnych w przewodniku (np. elektronów
swobodnych wewnątrz metalu).
2. Prąd elektryczny płynie od ciała
naelektryzowanego dodatnio do ciała
naelektryzowanego ujemnie.
3. Źródło prądu elektrycznego – ciało powodujące przepływ prądu w przewodniku.
4. Napięcie elektryczne – wielkość, która mierzy zdolność prądu elektrycznego do wykonania pracy
związanej z przemieszczeniem w przewodniku ładunku elektrycznego o wartości 1C.
U = W/q
[U] = 1 V (wolt)
5. Natężenie prądu elektrycznego jest wielkością, która opisuje ten prąd. Im większe jest natężenie prądu,
tym więcej elektronów przepływa w czasie 1s przez przekrój poprzeczny przewodnika.
6. Natężenie prądu elektrycznego (I) – definicja (str. 48).
I = q/t
[I] = 1A (amper)
Temat: Pomiar natężenia prądu i napięcia.
1. Symbole elementów elektrotechnicznych (str. 49).
Doświadczenie nr 14 str. 49.
2. Amperomierz – przyrząd służący do pomiaru natężenia prądu. Łączymy go szeregowo z odbiornikiem
energii elektrycznej.
3. Woltomierz – przyrząd służący do pomiaru napięcia elektrycznego. Łączymy go równolegle z
odbiornikiem energii elektrycznej.
4. Ćwiczenia w pomiarze napięcia i natężenia prądu:
a) doświadczenie nr 15/51
b) doświadczenie nr 16/52
Temat: Opór elektryczny przewodnika.
1. Każdy przewodnik ogranicza w pewien sposób przepływ prądu elektrycznego. Ten hamujący wpływ
przewodnika na przepływ prądu elektrycznego mierzymy przy użyciu wielkości nazywanej oporem
elektrycznym (R).
[R] = 1  (om)
2. Opór elektryczny przewodnika zależy od rodzaju substancji, która go tworzy, pola jego przekroju
poprzecznego oraz długości tego przewodnika.
R
l
S
 - opór właściwy, [] = 1 ·m.
S - pole przekroju poprzecznego przewodnika o długości l.
3. Opornik – element elektroniczny służący do zmniejszania natężenia prądu.
4. Oporniki dzielimy na:
a) rezystory (str. 68),
b) potencjometry - oporniki suwakowe (str. 69).
5. Zadanie 7 str. 71.
6. Praca domowa: zadanie 8 str. 71.
Temat: Prawo Ohma.
1. Badanie zależności natężenia prądu w przewodniku od napięcia panującego pomiędzy jego końcami doświadczenie 21/63 (patrz tabelka i opis).
2. Wykres przedstawiający zależności natężenia prądu w przewodniku od napięcia panującego pomiędzy
jego końcami.
Wniosek: Natężenie prądu płynącego w przewodniku jest wprost proporcjonalne do napięcia panującego
pomiędzy jego końcami.
3. Prawo Ohma.
Natężenie prądu płynącego w przewodniku jest wprost proporcjonalne do napięcia panującego pomiędzy
jego końcami i odwrotnie proporcjonalne do jego oporu elektrycznego.
I = U/R
4. Zadania 4 i 5 str. 71.
5. Praca domowa: zadanie 3 str. 71.
Temat: Praca i moc prądu elektrycznego.
1. Prąd elektryczny płynąc w przewodniku wykonuje pewną pracę, która może się przekształcić w
następujące rodzaje energii elektrycznej:
a) wewnętrzną (w grzałce),
b) chemiczną (w akumulatorze),
c) świetlną (w żarówce),
d) mechaniczną (w silniku elektrycznym),
e) promienistą (w kuchence mikrofalowej).
2. Obliczanie pracy prądu elektrycznego.
W
W U q
q
q
I   q  I t
t
W  U  I t
3. Moc prądu elektrycznego – wielkość informująca nas o szybkości przekształcania energii elektrycznej
w inne formy energii.
4. Obliczanie mocy
W
P
t
U  I t
W  U  I t  P 
t
P U I
5. Każde urządzenie elektryczne posiada tabliczkę znamionową, na której podano jego moc. Informuje
nas ona o tym, jak szybko dane urządzenie wykonuje przeznaczone jej zadanie i czy jest ono
energooszczędne.
6. Zużycie energii elektrycznej mierzymy w kilowatogodzinach.
1kWh – jedna kilowatogodzina.
1kWh = 1kW ∙ 1h = 1000W ∙ 3600s = 3600000J
U
Temat: Połączenie szeregowe oporników.
1. Schemat układu oporników połączonych szeregowo.
2. Przez oporniki połączone szeregowo płynie prąd o takim samym natężeniu.
I1 = I2
3. Suma napięć zmierzonych na opornikach połączonych szeregowo równa jest napięciu źródła prądu.
U = U1 + U2
4. Obliczanie oporu wypadkowego oporników połączonych szeregowo.
RS = R1 + R2
Temat: Połączenie równoległe oporników.
1. Schemat układu oporników połączonych
równolegle.
2. Napięcia zmierzone na zaciskach
oporników połączonych równolegle są
takie same i równe napięciu źródła prądu.
3. W przypadku oporników połączonych
równolegle suma natężeń prądów
wpływających do węzła równa jest sumie
natężeń prądów wypływających z węzła –
pierwsze prawo Kirchhoffa.
4. Pierwsze prawo Kirchhoffa – przykład.
I1 + I2 = I3 + I4 => 3A + 3A = 2A + I4
6A = 2A + I4 => I4 = 6A – 2A => I4 = 4A.
5. Obliczanie oporu wypadkowego
oporników połączonych równolegle.
1
1
1


RR R1 R2
Temat: Układy elektryczne – rozwiązywanie zadań.
Zad. 1. Ile wynosi opór obwodu (rys. obok),
jeżeli opór każdej żarówki wynosi 200 ?
Zad. 2. Ile wynosi natężenie prądu w obwodzie (rys. obok), jeżeli
napięcie między punktami A i B wynosi 10 V?
Zad. 3. Ile wynosi opór zastępczy dwóch oporników 3  i 6  połączonych: a) szeregowo, b)
równolegle?
Zad. 4. Trzy jednakowe oporniki każdy o oporze
1 , połączono według schematu na rysunku
obok. Ile wynosi ich opór całkowity układu
tworzonego przez te oporniki?
Zad. 5. Jaka jest wartość oporu R w obwodzie,
którego schemat przedstawia rysunek obok?
Jakie jest natężenie prądu płynącego przez ten
opornik?
Zad. 6. Oblicz natężenie prądu I (rys. obok)? Jakie jest napięcie na
oporniku R2?
Zad. 7. Woltomierz przyłączony do punktów A i C (rys. obok)
wskazał napięcie 6 V. Jakie napięcie wskaże woltomierz
przyłączony do punktów A i B?
Zad. 8. Jaką moc pobierają kolejne oporniki przedstawione na rysunku poniżej?
Temat: Użytkowanie energii elektrycznej.
1. Prąd elektryczny przemienny – prąd, który cyklicznie zmienia kierunek przepływu oraz natężenie.
T – okres prądu przemiennego. T = 0,02 s.
U0 – maksymalne napięcie prądu przemiennego.
W przypadku domowej sieci elektrycznej U0 = 325V, USK = 230V.
2. Domową sieć elektryczną tworzą różnego rodzaju odbiorniki energii elektrycznej połączone
równolegle.
3. Domowe odbiorniki energii elektrycznej: różnego rodzaju grzałki, silniki elektryczne, źródła światła
oraz urządzenia elektroniczne.
4. Zwarcie występuje wtedy, gdy bieguny źródła prądu połączymy przewodnikiem o bardzo małym
oporze elektrycznym. W takim przewodniku płynie prąd o bardzo dużym natężeniu.
5. Bezpiecznik elektryczny – urządzenie zabezpieczające domową sieć elektryczną lub urządzenie przed
uszkodzeniem spowodowanym zwarciem.
6. Wpływ prądu elektrycznego na organizmy żywe (str. 89).
7. Zasady BHP obowiązujące podczas korzystania z urządzeń elektrycznych (str. 89).
Temat: Magnes i jego bieguny.
1. Pole magnetyczne – przestrzeń, w której występują oddziaływania magnetyczne. Wzdłuż linii pola
magnetycznego układają się opiłki żelaza oraz igły magnetyczne.
2. Linie pola magnetycznego – linie służące do rysunkowego opisu pola magnetycznego.
3. Magnes – ciało stałe, które wytwarza wokół siebie pole magnetyczne.
4. Wzajemne oddziaływanie biegunów magnetycznych. Każdy magnes posiada dwa bieguny: północny
(N - niebieski) i południowy (S - czerwony). Bieguny jednoimienne odpychają się, a różnoimienne
przyciągają (str. 101).
5. Linie pola magnetycznego magnesu (rys. ze str. 100).
6. Igła magnetyczna jest małym, lekkim
magnesem który może się swobodnie obracać
wokół pionowej osi..
7. Ziemia jako magnes.
Temat: Właściwości magnetyczne przewodnika z prądem.
1. Doświadczenie Oersteda (str. 105).
Prąd płynący w przewodniku powoduje wychylenie się igły magnetycznej, która się pod nim znajduje.
Zmiana kierunku przepływu prądu powoduje wychylenie się igły w drugą stronę.
2. Wniosek wypływający z doświadczenia Oersteda.
Prąd płynący w przewodniku wytwarza pole magnetyczne.
3. Linie pola magnetycznego wytworzonego przez prąd płynący
w prostoliniowym przewodniku z prądem.
4. Reguła prawej dłoni (str. 106).
5. Zwojnica to spiralnie zwinięty przewodnik (rys. ze str. 105).
Zwojnica wytwarza pole magnetyczne, gdy płynie przez nią
prąd.
6. Linie pola magnetycznego zwojnicy przewodzącej prąd
elektryczny (rys. ze str. 107).
7. Reguła zwojnicy.
Jeżeli zwojnicę chwycimy prawą dłonią tak, aby cztery palce wskazywały kierunek przepływu prądu
w jej uzwojeniu, to odchylony kciuk pokaże nam biegun północny pola magnetycznego tej zwojnicy.
Temat: Elektromagnes – budowa, działanie i zastosowanie.
1. Ferromagnetyk – ciało zawierające w sobie obszary stałego namagnesowania nazywane domenami
magnetycznymi. Zwykły ferromagnetyk nie jest magnesem, gdyż kierunki namagnesowania jego domen
są różne. Pole magnetyczne otaczające ferromagnetyk porządkuje namagnesowania jego domen. Dzięki
temu ferromagnetyk staje się magnesem. Do ferromagnetyków, należą: żelazo, kobalt i nikiel.
2. Opis budowy elektromagnesu (str. 111).
3. Rdzeń elektromagnesu wzmacnia pole magnetyczne zwojnicy.
4. Zasada działania elektromagnesu:
a) prąd płynący w zwojnicy wytwarza pole magnetyczne,
↓
b) pole magnetyczne zwojnicy porządkuje namagnesowania domen magnetycznych rdzenia,
↓
c) ferromagnetyczny rdzeń przekształca się w magnes.
5. Zastosowania elektromagnesów (str. 110).
6. Sposoby zwiększania siły nośnej elektromagnesu (str. 111):
a) zwiększenie I prądu w uzwojeniach elektromagnesu,
b) zwiększenie liczby zwojów cewki.
Temat: Siła elektrodynamiczna.
1. Siła elektrodynamiczna – siła działająca na przewodnik z prądem umieszczony w polu magnetycznym
(str. 116).
2. Od czego zależy wartość siły elektrodynamicznej? (str. 113)
Wartość siły elektrodynamicznej zależy od: wielkości pola magnetycznego, natężenia prądu w
przewodniku i długości tego przewodnika.
3. Reguła lewej dłoni.
4. Wzajemne oddziaływanie przewodników
prądem:
a) dwa równoległe i bardzo długie przewodniki
przewodzą prądy w tym samym kierunku,
W tym przypadku przewodniki przyciągają się.
b) dwa równoległe i bardzo długie przewodniki przewodzą prądy w przeciwnych kierunkach.
W omawianym przypadku przewodniki odpychają się.
5. Wzajemne oddziaływanie magnesów i elektromagnesów.
Jednoimienne bieguny magnesów i elektromagnesów odpychają się , a różnoimienne przyciągają.
Temat: Silnik elektryczny prądu stałego.
1. Silnik elektryczny (str. 116) –
urządzenie przetwarzające energię
elektryczną w energię
mechaniczną.
2. Budowa silnika elektrycznego.
3. Zasada działania silnika elektrycznego na prąd stały.
Prąd doprowadzany jest ze źródła do zwoju zawieszonego między biegunami magnesu. Pola
magnetyczne zwoju i magnesu wzajemnie na siebie oddziałują. Północny biegun uzwojenia przyciągany
jest przez południowy biegun magnesu. Południowy biegun uzwojenia przesuwa się w kierunku
północnego bieguna magnesu. W rezultacie zwój obraca się. Gdy bieguny zwoju mijają bieguny
magnesu, komutator silnika odwraca kierunek prądu. Wraz z kierunkiem prądu zmienia się kierunek pola
magnetycznego zwoju. Biegun południowy staje się północnym i odwrotnie. Wobec tego zwój
odpychany jest teraz przez te bieguny magnesu, które poprzednio go przyciągały. Dzięki temu zwój nadal
się obraca. Komutator odwraca
kierunek prądu co każde pół obrotu zwoju.