"Конденсаторлар" тақырыбы бойынша жаңа материалды компьютерлік модельді қолдана отырып түсіндіру. Сабақтың мақсаты
Симулятордағы жұмысты орындауға оқушылардың дайындығын тексеру үшін бақылау сұрақтары
жүктеу/скачать 0,9 Mb.
|
6 лабка Диана
null (1)
- Бұл бет үшін навигация:
- Capacitor Lab (PhET Interactive Simulations (physics education technology)) интерактивті симуляциясымен жұмыс жасау және сипаттамасы
- I.«Кіріспе» моделін қарастырайық.
| Симулятордағы жұмысты орындауға оқушылардың дайындығын тексеру үшін бақылау сұрақтары.
1. Біртекті электр өрісінің кернеулігі мен потенциалдар айырымының тәуелділігінің формуласын жазыңыз. 2. Электрсыйымдылық ұғымын түсіндіріңіз. Электрсыйымдылығының өлшем бірлігін көрсетіңіз. 3. Ортаның электр өтімділігі ұғымын түсіндіріңіз. 4. Шардың электрсыйымдылығының формуласын жазыңыз. Электрсыйымдылықтың мкФ, пФ, нФөлшем бірліктерін пайдалануын түсіндіріңіз. 5. Конденсатордың құрылысымен қызметін түсіндіріңіз. 6. Жазық конденсаторлардың сыйымдылығы қандай шамаларға тәуелді? 7. Жазық конденсатордың формуласын жазыңыз. 8. Параллель жалғанған конденсаторлардың жалпы сыйымдылығы формуласын жазыңыз. 9. Тізбектей жалғанған конденсаторлардың жалпы сыйымдылығы формуласын түсіндіріңіз. 10. Сыйымдылығы 0.2пФ үш конденсаторларды жалғау барысында алуға болатын сыйымдылықтарды табыңыз 11. Конденсатордың электр өрісінің энергиясын есептеу формуласын табыңыз 12. Параллель жалғанған конденсаторлар батареясының және тізбектей жалғанған конденсаторлар батареясының жинақтаған энергияларының қатынасын табыңыз. Конденсаторлардың саны мен сыйымдылықтары бірдей. Capacitor Lab (PhET Interactive Simulations (physics education technology)) интерактивті симуляциясымен жұмыс жасау және сипаттамасы[8]. Интерактивті симуляция 4-суретте көрсетілген. Ол үш модельді қамтиды: кіріспе, диэлектрик, бірнеше конденсаторлар. Модельдің түрі компьютердің курсорымен таңдалады, ол модельдің жоғарғы сол жағында орналасқан қажетті ұяшықта орналасады. 4-сурет.CapacitorLab интерактивті симуляциясы. I.«Кіріспе» моделін қарастырайық.Бұл модельде жазық конденсатор, қуат көзі, вольтметр және кернеу өлшеуіші бар (5-сурет). Оқушылар осы модельмен жұмыс істегенде төмендегілерді орындайды. a. Тік орналасқан жасыл тілшенің көмегімен конденсатор астарларының арасындағы қашықтықты орнатыңдар.Ол конденсатордың жоғары жағында,жоғарғы астардың жанында орналасқан.Курсордың көмегімен тілшені жоғары жылжытқанда астарлардың арасы ұлғаяды керісінше төмен жылжытқанда астарлардың арасы жақындайды.Әдетте қашықтықтың өзгеру қадамы 0,2мм. Кейде 0,1мм қадаммен өзгереуі мүмкін. b. Көлденең орналасқан жасыл тілшенің көмегімен конденсатор астарының ауданын таңдаңыз. Ол конденсатордың жоғарғы қабатының сол жағында орналасқан.Тілшені курсордың көмегімен солға жылжытқан кезде конденсатор астарының ауданы ұлғайтылады, ал оны оңға жылжытқан кезде астардың ауданы азайтылады. шамасы 100 мм2- 400 мм2аралығында өзгереді. S шамасының өзгеру қадамы 2.9 мм2 -ден 5.7 мм2-ге дейін өседі, оның ең төменгі мәнін ең жоғарғы шамаға дейін ұлғайтады c . Тышқанның көмегімен «вольтметр» ұяшығын таңдаңыз. Ұяшықта « » белгісі пайда болады және моделде вольтметр пайда болады. "Вольтметр" ұяшығы модельдің оң жағында орналасқан. Батарея мен вольтметрді конденсатордың астарына қосады. Вольтметр конденсатордағы кернеуді көрсетеді. Курсордың көмегімен батареядағы жүгіргішті жылжытқанда (тікбұрыш түрінде бейнеленген) батарея кернеуі өзгереді. "Жүгірткіні" төмен жылжыту арқылы, батареяны конденсатор астарына қосу полярлығын толығымен өзгертуге болады. Кернеу 1.5В - 2.5В интервал аралығында өзгереді. Әдетте кернеу 0.033B қадаммен өзгереді, кейде 0,032В қадаммен өзгеруі мүмкін. d. Курсаордың көмегімен «Электр өрісін өлшеуіш» (ұящықта « » пайда болды) ұяшығын таңдаңыз. С помощью курсора выберите ячейку «Измеритель электрического поля» (в этой ячейке появится знак «галочка»). Өлшеуіш зондын ауыстыра отырып, конденсатордың астарлары арасындағы кез келген нүктеде өрісінің кернеулігін өлшеңіз. 5-сурет.Capacitor Labинтерактивті симуляциясы, «Кіріспе» моделі. e. Курсордың көмегімен «Электр сыйымдылығы», «Пластина заряды», «Жинақталған энергия» ұяшықтарын таңдауға болады. С помощью курсора отметьте ячейки «Электрическая емкость», «Заряд пластины», «Накопленная энергия». Сонда модель автоматты түрде сізге осы шамалардың мәнін береді.Мысалы, "Пластиналардың заряды" ұяшығы сізге конденсатордың астарларында "+" және "–" белгілері түрінде зарядтарды көрнекі түрде ұсынады.Бұл белгілердің орналасу тығыздығы астарлардағы зарядтың өсуімен артады.«Электр өрісінің күш сызықтары» ұяшығын таңдаңыз, модель конденсатордың астарлары арасындағы электр өрісінің кернеулігінің күштік сызықтарын бейнелейді. Күш сызықтарының тығыздығы өріс кернеулігің ұлғаюымен өседі. Бұл модельде d және S параметрлерінің әртүрлі мәндері бар конденсаторлардың үлкен жиынтығы бар.Сондай-ақ конденсатордың астарларына берілетін кернеу шамамен 46 түрлі мәндерді қабылдай алады. Конденсатор сыйымдылығының, зарядының, энергиясының мәндері, сондай-ақ конденсатор астарлары арасындағы өріс кернеулігінің мәні мен бағытын курсордың көмегімен модельдің жоғарғы оң жағындағы ұяшықтарды автоматты түре таңдау арқылы іске асырылады Модельдің барлық мәндері модельдің оң жағында орналсқан "Барлығын тастау" ұяшығын таңдаған кезде нөлге қосылады. Осы модельде оқушылар модельді сипаттайтын әр түрлі параметрлермен жеке парақта берілген тапсырмаларды орындай алады: Конденсатор моделі көмегімен және параметрлерін таңдаңыз. Содан соң таңдалған конденсатордың электр сыйымдылығын (9) формула бойынша , (9) мұндағы Ф/м – электрлік тұрақты, – ортаның диэлектрлік өтімділігі. Конденсатор сыйымдылығының есептелген мәнін модель беретін сыйымдылық мәнімен салыстырыңыз. 2. Конденсатор астарларына кернеуін беріңіз. Заряд моделі көмегімен, конденсатор энергиясын орнатыңыз, конденсатор астарлары арасындағы өріс кернеулігінің бағытын және мәнін таңдаңыз. (10), (11) формулалар көмегімен зарядты, конденсатор энергиясын және өріс кернеулігін анықтаңыз. , (10) , (11) . Конденсатор астарларының арасындағы өріс кернеулігінің бағытын көрсетіңіз.Алынған зарядтың, конденсатор энергиясының, өріс кернеулігінің мәндерін модель көрсеткен мәндермен салыстырыңыз. 3. конденсатор сыйымдылығының, пластина ауданына тәуелділік графигін тұрғызыңыз(конденсатор астарларының арақашықтығы тұрақты), графикті пайдаланып электрлік тұрақтының мәнін табыңыз. 4. зарядтың конденсатор астарларына берілетін кернеуге тәуелділік графигін тұрғызыңыз (конденсатордың сыйымдылығын өзгертпей). Графикті пайдаланып, конденсатордың электр сыйымдылығын есептеңіз, алынған мәнді модель көрсеткен мәнмен әне (9) формуламен есптелген мәнмен салыстырыңыз. 5. W конденсатор энергиясының оған берілетін кернеуіне тәуелділік графигін тұрғызыңыз (конденсатордың сыйымдылығында C тұрақты).Графикті пайдалана отырып, конденсатор астарындағы q зарядының мәнін табыңыз және оны (10) формула бойынша есептелген мәнмен және модель мәнімен салыстырыңыз. 6. Конденсатор энергиясының оған берілетін , кернеу квадратына тәуелділігік графигін тұрғызыңыз (конденсатордың сыйымдылығы C тұрақты). Графикті пайдалана отырып, C конденсаторының электр сыйымдылығының мәнін табыңыз және оны (11) формула бойынша есептелген мәнмен, модель мәнімен салыстырыңыз. 7. Конденсатор энергиясының оған берілетін , кернеу квадратына тәуелділігік графигін тұрғызыңыз (конденсатордың сыйымдылығы C тұрақты). Графикті пайдалана отырып, электрлік тұрақты мәнін есептеңіз. 8. Электр өрісінің кернеулігінің конденсатордың астарларына берілетін , кернеуге тәуелділік графигін тұрғызыңыз. Графикті пайдалана отырып, конденсатор астарларының арасындағы d қашықтығының мәнін табыңыз және оны модельдің мәнімен салыстырыңыз. 9. конденсатор сыйымдылығының , шамасына, конденсатор астарларының арасындағы кері қашықтығына тәуелділік графигін орнатыңыз( пластиналардың ауданы тұрақты). Графикті пайдаланып, электрлік тұрақты мәнін табыңыз жүктеу/скачать 0,9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|