Aristarkhova L. | Zkrat. Pojistky | Časopis Fyzika č. 1 za rok 2007

<strong>Plán lekce (osnova) pro vysvětlení nové látky. <br />8-© класс</strong>

Cíle lekce: rozvíjet schopnost aplikovat znalosti v neznámé situaci; ukázat souvislost mezi fyzikou a každodenním životem; pokračovat ve studiu pravidel pro zacházení s elektrospotřebiči.

Оборудование: prospekty (připomínka pro domácí elektrospotřebiče, pojistky, pojistky pro rádiová zařízení), šňůry od elektrospotřebičů s poškozenou izolací, izolační stojánky (3 ks), žárovka (220 V, 15 W), měděné dráty cca 15 cm dlouhé různé tloušťky (4 ks), nichromový drát (40–50 cm), „interiéry, kódová fólie“, spona na noviny, spona na noviny

Výukový program: A.V.Peryshkin. Fyzika-8. – M.: Drofa, 2002.

Učitel čte novinový článek „Aby ,červený kohout‘ nenavštívil“: „Každý požár vzniká zpravidla drobným, na první pohled neškodným plamenem doutnající cigarety, uhlím, které spadlo z hořících kamen, nebo dokonce jiskřením elektrických drátů v důsledku zkratu, který je zpočátku zcela nepostřehnutelný.

Problém je: co je zkrat (SC) a proč mu věnujeme celou lekci?

Ukázka zkratu a vzniku požáru: spálení papírového závěsu v „bytě“ (viz schéma experimentu, dobře popsané v metodické literatuře a foto „interiéru“).

Maketa “interiéru” – měděné dráty, na kterých visí papírová “záclona” – jsou horké. Teď to vzplane

problém: Proč během K3 vypukl v „bytě“ požár?

Je provedena ukázka: učitel 3–4krát na velmi krátkou dobu zkratuje holé vodiče v „interiéru“ a v těchto chvílích zhasne žárovka. Vysvětluje: “Kozma Prutkov řekl: “Najděte začátek všeho a mnohému pochopíte.” Při zkratu protéká elektrický proud pouze dráty, kolem spotřebiče, a proto dochází k požáru.“

Dále se v průběhu heuristické konverzace objevuje řetězec událostí R I Q s povinnou podporou při úvahách o Ohmových a Joule-Lenzových zákonech. Zdůrazňuje se, že požár je způsoben teplem, které se uvolňuje, když dráty protéká silný proud, podle Joule-Lenzova zákona. Čteme úryvek z novinového článku „Zákeřný oheň“: „Kdo je viníkem, který použil vadné elektrické vedení? Předvádějí se šňůry s poškozenou izolací a jsou naznačena místa, kde se izolace nejčastěji opotřebovává – v ohybech atp.

problém: Jak zabránit vzniku zákeřného požáru při zkratu?

V některých hodinách studenti sami navrhují způsoby řešení problému a učitel ze zkušenosti potvrzuje, že požáru při zkratu lze předejít. V ostatních třídách učitel vymění silné měděné dráty za velmi tenké a zapojí je. Dále je během krátkého rozhovoru analyzována struktura pojistek. Každý stůl je vybaven dvěma typy pojistek: pro rádiová zařízení a tavnými pojistkami. Díváme se na životní situaci, kdy v domě není náhradní pojistka nebo pojistková vložka a je nahrazena tlustým drátem. V běžné řeči se nazývají domácí pojistky s tlustým drátem hmyz.

Pohled na desku na začátku úkolu k objasnění fyzikální podstaty zkratu (vlevo) a na konci (vpravo)

Studenti jsou vedeni k upevnění získaných znalostí neobvyklým způsobem. Zabere to málo času, ale je to vzrušující a nutí každého přemýšlet. Tabule se otevře a žáci si ji se zájmem prohlížejí. Úkolem je reflektovat pomocí symbolů fyzická entita zkrat. Učitel umístí obrázky do prvního sloupce tabulky před zkratem: nahoře je štěnice, dole pojistka. Svolá k tabuli 8 studentů, kteří postupně vyplní buňky tabulky (každý student vyplní jednu buňku). Ti nejagilnější vyplňují buňky horního řádku, ostatní se pilně snaží vyplnit spodní řádek, aniž by si všímali toho, že před zkrat je již umístěn symbol pojistky. Pak se všichni smějí vlastní píli, protože fázová linka je rozpojená.

Následují běžné příčiny, které vedou k požárům: použití šňůr s poškozenou izolací, staré elektrické vedení; použití domácích ohřívačů; připojení více výkonných zařízení k jedné zásuvce (při studiu paralelního zapojení byla podrobně zkoumána otázka zvýšení proudové síly v důsledku poklesu celkového odporu se zvýšením počtu spotřebitelů).

Každý student je oceněn memo pro domácího uživatele elektřiny, který spolu s vtipnými kresbami pomáhá zjišťovat příčiny požárů. Pravidla pro zacházení s elektřinou jsou snadno zapamatovatelná.

Připomenutí pro ty, kteří doma používají elektřinu

Elektřina je náš dlouholetý a spolehlivý přítel. Někdy však zapomínáme, že zanedbání pravidel pro používání elektřiny nás může často stát život.

Nedotýkejte se na prověšené nebo zlomené dráty; Vodiče s poškozenou izolací jsou zdrojem úrazu elektrickým proudem.

Následovat abyste zajistili, že si děti nebudou hrát se zásuvkami nebo do nich nestrkat nůžkami, sponkami do vlasů nebo špendlíky.

Nepoužívat V koupelnách nejsou žádné elektrické spotřebiče ani přenosné lampy: je zde vysoká vlhkost, podlahy jsou vodivé, vodovodní a plynové potrubí je spojeno se zemí. To vše představuje zvláštní nebezpečí při používání elektřiny.

Nepřipojovat k jedné elektrické zásuvce může být připojeno několik elektrických spotřebičů současně. Přetížení vodičů může způsobit požár.

Nebuď kladivem bez povolení bytového úřadu nebo správy bytů hřebíky, berle na zavěšení záclon, obrazů, polic v bytech, kde jsou elektrické rozvody skryty ve zdech. Vytvořením otvorů a drážek ve stěnách můžete poškodit skryté elektrické vedení a vystavit se úrazu elektrickým proudem.

Následovat na řádný stav elektrických rozvodů, vypínačů, zásuvek a také šňůr, kterými se do elektrické sítě připojují elektrické spotřebiče, televize a rádia.

Abyste předešli poškození vodičů a zkratům:

– nepřebarvujte šňůry a dráty;

– nezastavovat dráty a šňůry pro plynové a vodovodní potrubí, pro baterie topných systémů;

– neumožňují kontakt elektrických vodičů s rozhlasovými a televizními anténami, větvemi stromů a střechami budov;

– netěsnit elektroinstalace papírem, tapetami;

– nešpendlíkovat dráty s hřebíky.

Opakujeme: neopatrným zacházením s elektřinou ohrožujete svůj domov a majetek, riskujete svůj život i životy ostatních.

Při shrnutí toho, co se učitel naučil, se zaměřuje na následující pravidla:

• Vizuálně zkontrolujte neporušenost vodičů, provozuschopnost zásuvek a spínačů.
• Elektrické ohřívače připojujte pouze k síti chráněné pojistkami.
• Spálená pojistka je signálem nebezpečí. Je nutné odstranit příčinu zahřívání vodičů.
• Neinstalujte domácí pojistkové štěnice.
• Nevěřte instalaci nebo opravě elektroinstalace třetím stranám.
• Pokud je to možné, vyměňte pojistku za poloautomatickou pojistku, jejíž činnost je založena na tepelné roztažnosti těles při zahřátí.

Předvedeny jsou poloautomatické pojistky s různou proudovou intenzitou (6,3 A, 16 A).

Ve třídě silných řeší problém s výpočtem síly proudu v baterii při zkratu, který může způsobit triviální nedopatření – upadnutí klíče na svorky baterie. Ne všichni žáci půjdou do 10. třídy, ale mnohé to k technice táhne už od dětství. Kdo vlastní motorku, už musí řešit baterie. Mají velmi nízký vnitřní odpor (0,01 Ohm). Výpočet bude přehledný bez zavádění pojmu elektromotorická síla, protože Děti vědí, že aby měl obvod proud, musí být uzavřený.

Pro srovnání: 10 A je přípustný proud v bytové elektroinstalaci. Proud 1200 A způsobí spálení desek a baterie může explodovat generovaným teplem. Učitel žáky upozorňuje na šetrné zacházení s bateriemi, zejména kyselými (olověnými) bateriemi.

Protože je tato lekce poslední v tématu „Elektrické jevy“, pak ve třídě se slabším složením nebo s převahou dívek můžete celé téma zopakovat následujícím způsobem. Film je promítán na plátno pomocí kodoskopu. Na tabuli jsou povoláni dívka a chlapec. Učitel rychle přečte otázky a studenti „odpovídají“ pomocí ukazatele. Na zodpovězení 4 otázek obvykle stačí 5-30 minut. Ano, při takovém opakování se testuje mechanická paměť, ale bez toho se to neobejde. Tato soutěžní hra (kdo rychleji odpoví správně?) využívá zrakovou i sluchovou paměť.

<strong><small>Otázky o pásce s kódem</small></strong>

Z jakého kovu je vyrobeno vlákno v žárovce? Ukažte sériové zapojení rezistorů na schématu. Jednotka napětí? Konvenční symbol na schématech žárovky? Vzorec Ohmova zákona? Jednotka odporu? Jednotka proudu? Ukažte na schématu paralelní zapojení rezistorů. Z jakého materiálu se vyrábí topné těleso elektrických spotřebičů? Ukažte schéma zapojení, kde je správně zapojen voltmetr. Jaké písmeno označuje odpor? Jak se jmenuje zařízení, které měří proud? Ukažte schéma zapojení, kde je ampérmetr špatně připojen. Na jakou teplotu se zahřeje vlákno v žárovce? Jaké písmeno označuje sílu proudu? Ukažte schéma zapojení, kde je voltmetr zapojen nesprávně. Konvenční symbol zdroje galvanického proudu? Vzorec Joule-Lenzova zákona? Konvenční označení pojistek ve schématech? Jak se jmenuje zařízení pro regulaci síly proudu? Který kov poskytuje nízký proudový odpor? Z jakého materiálu nejsou dráty vyrobeny? Najděte slovo, které říká, jak jsou spotřebitelé připojeni k elektrickému vedení bytu. Jak se nazývá částice s nejmenším absolutním záporným nábojem? Najděte slovo, které říká, jak zapnout ampérmetr. Který materiál má vysokou odolnost vůči elektrickému proudu? Částice bez náboje, která je součástí jádra? Z jakého kovu jsou dráty? Najděte slovo, které říká, jak zapnout voltmetr. Na jakou teplotu se přibližně zahřeje nichromová spirála v topném tělese?

Takové hry vedu od 7. třídy každé pololetí. Třída většinou velmi živě a se zájmem reaguje na zpoždění spolužáků, děti začnou navrhovat, „ve kterém rohu“ je odpověď napsána (z dálky jsou nápisy vnímány lépe).

Můžete klást záludné otázky. “Úlovek” vám pomůže dokončit tuto lekci. Učitel čte poslední otázku: “Jaké zařízení chrání byt před zkratem?” Není těžké předvídat odpověď studentů, ale slovo „oheň“ nebylo nikdy vysloveno! Můžeme skončit slovy: „Bohužel lidský faktor (nedbalost, nedopatření, pochybení, lenost, ono známé „snad všechno klapne“, základní neznalost fyziky a pravidel pro zacházení s elektrospotřebiči) nám nedovolí vyhnout se zkratu, ale pojistky, které se vám povalují na stole, chránit byt před požárem.

Kromě příslušného odstavce je domácím úkolem zkontrolovat, jaké pojistky jsou v bytě použity a zda se mezi nimi nenacházejí štěnice. (Při rozhovoru se studenty během přestávky před další lekcí se ukázalo, že se instalují chyby.)

Ve třídě se silným složením lze lekci zakončit experimentem, který je přímo protikladem k problému výpočtu síly proudu při zkratu baterie a vysvětluje, že ne všechny zdroje proudu se „bojí“ zkratu. Nízkonapěťová žárovka (5000 V) je připojena k vysokonapěťovému generátoru (3,6 V) a k velkému překvapení studentů nedohořívá! Po zhasnutí žárovky je vhodné získat jiskru, aby se potvrdilo, že zařízení funguje správně. Vysvětlení pozorovaného jevu lze uvést jako domácí úkol: „Teď už víte, že při zkratu můžete na baterii dostat proud tisíc ampér, ačkoliv na jejích svorkách je napětí 12 V. Proč nedohoří nízkonapěťová žárovka, když je na ni přivedeno napětí několik tisíc voltů? Na střední škole budeš umět stroze vysvětlovat, ale kvalitní vysvětlení můžeš podat i teď, když si to dobře promyslíš.“ Samozřejmě je třeba poznamenat, že jde o výjimečný případ (kvůli generátoru) a vtipy, „experimenty“ s vysokým napětím jsou nepřijatelné, nebezpečné!

Toto je pouze hrubý nástin lekce, který je možné vyplnit v závislosti na úrovni přípravy hodiny. Je nutný pokus prokazující zkrat (zahřátí drátů, spálení papírového závěsu připevněného na drátech) a ochranu proti zkratu (spálení tenkých drátů).

Ljudmila Ivanovna Aristarchová vystudoval Moskevský státní pedagogický institut. V.I. Lenin, Ctěný učitel Ruské federace, učitel fyziky nejvyšší kvalifikační kategorie, vedoucí RMO učitelů fyziky. Svou práci ve škole začala zařizováním třídy. I přes více než 15letou přestávku v poskytování přístrojů nejsou žádné stížnosti na jejich absenci – vše je tam, vše funguje. Po škole rád pracuje ve své kanceláři, zvládá nové zajímavé experimenty a naše noviny mu v tom pomáhají. Jednou jsem od svých spolužáků (vystudovala jsem školu v Zabajkalsku – byla jsem dcera důstojníka) dostala přáníčko se slovy: „Gratuluji k dokončení prvního čtvrtletí mezi nespočtem budoucích.“ A nyní, 40 let na stejné škole, nyní vyučuje vnoučata svých prvních studentů. Vzpomínám na slova I. V. Kurchatova: „Fyzika je dobrá věda, ale život je krátký. „Syn je důstojník, dcera je také učitelkou fyziky. S vnukem a vnučkami úzce komunikuje jen o prázdninách, protože. Žijí v jiných oblastech.