ELEKTRIN TAMPA UKMERGS R TAUJN GIMNAZIJA I G

ELEKTRINĖ ĮTAMPA UKMERGĖS R. TAUJĖNŲ GIMNAZIJA I G. KLASĖS MOKINĖ KOTRYNA SARAPINAITĖ FIZIKOS MOKYTOJA DIANA ŽERUOLIENĖ KONKURSAS "FIZIKOS BANDYMAI APLINK MUS 2016"

Apibūdinimas Bandymai Apskaičiavimas Matavimo vienetai Aleksandras Volta Matavimo prietaisai Elektrinės įtampos šaltiniai Uždavinių sprendimo pavyzdžiai Testas Informacijos šaltiniai

FIZIKINĖ PRASMĖ • Kad grandine tekėtų elektros srovė, tarp srovės šaltinio polių turi būti elektrinis laukas. • Elektrinis laukas susidaro srovės šaltinyje, perskyrus skirtingų ženklų krūvius. • Tam naudojama mechaninė, cheminė arba vidinė energija. • Šaltinis dėl to įgyja energijos ir gali atlikti darbą. Elektronų srautas energija Elektronų srautas ELEKTRINĖ ĮTAMPA 3

APIBŪDINIMAS • Elektrinį lauką kiekybiškai apibūdina fizikinis dydis, vadinamas elektrine įtampa ir žymimas raide U. • Šis fizikinis dydis apibūdina energiją, verčiančią krūvininkus judėti iš vieno šaltinio poliaus į kitą. • Kitaip tariant, įtampa rodo, kaip stipriai elektros srovės šaltinis varo elektronus uždarąja grandine. Elektrinė įtampa apibūdina darbą, kurį atlieka (ar gali atlikti) elektrinio lauko jėgos, grandine pratekant 1 C elektros krūviui. ELEKTRINĖ ĮTAMPA 4

HIDRODINAMINĖ ELEKTRINĖS GRANDINĖS ANALOGIJA • Elektros srovę galima palyginti su upių, kuriose yra krioklių, tekėjimu. • Elektros krūvis čia atitiktų upės skerspjūviu pratekančio vandens masę. • Įtampa atitiktų vandens lygių krioklio viršuje ir apačioje skirtumą. Mažas slėgis Didelis slėgis Siurblys Įtampa — sąlyga elektros srovei atsirasti. Slėgių skirtumas — sąlyga vandeniui tekėti. ELEKTRINĖ ĮTAMPA 5

APSKAIČIAVIMAS • q — grandine pratekėjęs krūvis • A — elektrinio lauko jėgų atliktas darbas • U — įtampa Įtampa lygi elektros srovės darbo ir grandine pratekėjusio elektros krūvio santykiui. ELEKTRINĖ ĮTAMPA 6

IŠVESTINĖS FORMULĖS Kuo didesnis elektros krūvis teka grandine, tuo didesnis darbas atliekamas. ELEKTRINĖ ĮTAMPA Kuo aukštesnė (didesnė) šaltinio įtampa, tuo didesnį darbą atlieka elektros srovė. 7

MATAVIMO VIENETAS • ELEKTRINĖ ĮTAMPA 8

PRAKTIKOJE NAUDOJAMI MATAVIMO VIENETAI • milivoltas (m. V) 1 m. V = 0, 001 V = 10 -3 V • kilovoltas (k. V) 1 k. V = 1000 V = 103 V ELEKTRINĖ ĮTAMPA 9

KAI KURIOS PRAKTIKOJE TAIKOMOS ĮTAMPOS Voltos elemento polių 1, 1 V Sausojo galvaninio elemento polių 1, 5 V Kišeninio žibintuvėlio baterijos 4, 5 V Šarminio akumuliatoriaus 1, 25 V Rūgštinio akumuliatoriaus 2 V Automobilio akumuliatoriaus 12 V Telefono 60 V Apšvietimo tinklo 220 V Automobilio (važiuojančio) žvakės Lietuvos perdavimo linijų žiedo Žaibo ELEKTRINĖ ĮTAMPA 15 000 V 110 k. V > 100 000 k. V 10

ALEKSANDRAS VOLTA (1745 -1827) • Italų fizikas ir fiziologas, pirmasis išradęs galvaninį elementą, atradęs ir ištyręs degiąsias dujas — metaną. • Pirmąjį Voltos stulpą sudarė dvidešimt viena ant kitos uždėtų cinko ir vario skritulių porų, kurių kiekvieną skyrė druskos tirpale išmirkyti kartono gabalėliai. • Kai apatinis cinko skritulys viela buvo sujungiama su viršutiniu vario skrituliu, blykstelėdavo ryški kibirkštis — Voltos stulpas tikrai veikė. • Dabartinių galvaninių elementų, baterijų sandara panaši į Voltos stulpą. ELEKTRINĖ ĮTAMPA 11

MATAVIMO PRIETAISAS • Elektrinė įtampa matuojama voltmetru • Elektrinėse schemose žymimas • Voltmetras jungiamas į grandinę lygiagrečiai ELEKTRINĖ ĮTAMPA 12

SKAITMENINIS MULTIMETRAS • Išmatuoti įtampą grandinėje galima naudojantis multimetru, testeriu • Perjungiklį reikia pasukti į matavimo režimą „V“ ir nustatyti matavimo ribą, pavyzdžiui, iki 200 V. • Laidų kištukus įjungti į atitinkamus lizdus: laido, padengto juodu izoliaciniu sluoksniu, į „COM“ raidėmis pažymėtą lizdą, o laido, padengto izoliacinius sluoksniu, — į „VΩm. A“ lizdą. • Tada laidų galus priliesti prie laidininko, kurio įtampą norime išmatuoti, ir prietaiso ekrane matome rodmenis. ELEKTRINĖ ĮTAMPA 13

BANDYMAI • Bandymas Nr. 1 Matuojama su testeriu Matuojama su voltmetru ELEKTRINĖ ĮTAMPA 14

VIENKARTINIO NAUDOJIMO ŠALTINIS — GALVANINIS ELEMENTAS • • Amonio chlorido tirpalui sąveikaujant su cinku nuo jo atsiskiria teigiamieji jonai. Dėl to anglies strypelis įsielektrina teigiamai, cinko indas — neigiamai. Tarp strypelio ir indo susidaro elektrinė įtampa. Įjungus galvaninį elementą į grandinę, ja ima tekėti elektros srovė. • • ELEKTRINĖ ĮTAMPA Sujungus kelis elementus gaunama galvaninė baterija. Iš naujo tokių elektros srovės šaltinių įkrauti negalima. 15

DAUGKARTINIO NAUDOJIMO ŠALTINIS — AKUMULIATORIUS • • • Automobilio akumuliatorių baterija (12 V) sudaryta iš šešių nuosekliai sujungtų rūgštinių akumuliatorių. Kiekviename jų yra švino ir švino oksido plokštelių, kurios viena nuo kitos atskirtos plastikine pertvara. Plokštelės panardintos į sieros rūgšties tirpalą. • • ELEKTRINĖ ĮTAMPA Išsikraudamas elektros akumuliatorius netenka energijos. Norint jį vėl įkrauti, leidžiama juo elektros srovė. Teigiamas įkroviklio polius tuomet jungiamas prie teigiamojo akumuliatoriaus gnybto, neigiamasis — prie neigiamojo. Tekant elektros srovei, akumuliatoriuje vyksta oksidacijos ir redukcijos reakcija. Akumuliatorius sukaupia tam tikrą kiekį energijos, kuri išsikraunant akumuliatoriui virsta elektros energija. 16

„ELEKTRINĖS ŽUVYS“ • Kai kurių rūšių žuvys — elektrinis šamas, elektrinė raja, elektrinis ungurys — sugeba generuoti elektrinę įtampą. • Ją žuvys naudoja apsiginti nuo plėšrūnų arba grobiui paralyžiuoti. • Įtampą sukuria elektrinis organas, susiformavęs iš pakitusių raumenų. • Pvz. Pietų Amerikoje gyvenantis elektrinis ungurys gali skleisti iki 700 V elektrinius smūgius. ELEKTRINĖ ĮTAMPA 17

UŽDAVINYS NR. 1 Grandinės dalimi pratekėjus 10 C elektros krūviui, atliktas 45 J darbas. Kokia yra tos grandinės dalies įtampa? ELEKTRINĖ ĮTAMPA 18

UŽDAVINYS NR. 2 Kiek energijos suteikia 1 C krūvį turinčiai dalelei 60 V įtampos srovės šaltinis? 19 ELEKTRINĖ ĮTAMPA

UŽDAVINYS NR. 3 Dviejose grandinėse atliktas vienodas darbas. Viena iš jų pratekėjo 15 C elektros krūvis, kita — 45 C. Kurioje grandinėje įtampa buvo aukštesnė ir kiek kartų? ELEKTRINĖ ĮTAMPA 20

UŽDAVINYS NR. 4 Paukščiai be pavojaus tupia ant elektros laidų. Kodėl? Paukščiai neliečia žemės ir nesudaro uždaros elektros grandinės. Bet jei paukštis, tupėdamas ant laido, sparnu ar snapu paliestų stulpą – apskritai, kokiu nors būdu susijungtų su žeme, – jis akimirksniu būtų srovės, kuri jo kūnu tekėtų į žemę, užmuštas. Taip dažnai ir atsitinka. ELEKTRINĖ ĮTAMPA 21

TESTAS ELEKTRINĖ ĮTAMPA 22

1. PARINK ATSAKYMĄ. • 110 k. V = … V • 11 V = … m. V • 0, 11 k. V = … V • 1100 V = … k. V • 11 000 m. V = … k. V 110 000 Atsakymai: 11 000 110 1, 1 11 000 11 1, 1 110 000 ELEKTRINĖ ĮTAMPA 23

2. KOKIA RAIDE ŽYMIMA ELEKTRINĖ ĮTAMPA? A. I B. A C. U D. q C. U 24 ELEKTRINĖ ĮTAMPA

3. KOKS ELEKRINĖS ĮTAMPOS MATAVIMO VIENETAS? A. A B. U C. J D. V 25 ELEKTRINĖ ĮTAMPA

4. KOKIAIS PRIETAISAIS GALIMA IŠMATUOTI ELEKTRINĘ ĮTAMPĄ? A. Ampermetru B. Voltmetru C. Ommmetru D. Testeriu B. Voltmetru D. Testeriu 26 ELEKTRINĖ ĮTAMPA

5. KOKIA ĮTAMPA (V) LAIDININKO GALUOSE, JEI SROVĖS STIPRIS YRA 1, 5 A? A. 2 V B. 4 V C. 6 V D. 8 V C. 6 V 27 ELEKTRINĖ ĮTAMPA

6. KAIP Į ELEKTROS GRANDINĘ TURĖTŲ BŪTI JUNGIAMAS VOLTMETRAS? A. B. C. Nuosekliai Lygiagrečiai Neturi reikšmės B. Lygiagrečiai 28 ELEKTRINĖ ĮTAMPA

7. NUSTATYKITE VOLTMETRO SKALĖS PADALOS VERTĘ? A. 10 V B. 2 V C. 25 V D. 50 V C. 25 V 29 ELEKTRINĖ ĮTAMPA

8. NUSTATYKITE VOLTMETRO RODMENĮ, ATSIŽVELGIANT Į ABSOLIUČIĄJĄ MATAVIMO PAKLAIDĄ. A. (2 ± 1) V B. (2 ± 0, 5) V C. (2 ± 1, 5) V D. (2 ± 0, 2) V B. (2 ± 0, 5) V 30 ELEKTRINĖ ĮTAMPA

9. KURIS IŠ PAVEIKSLE PAVAIZDUOTŲ MATAVIMO PRIETAISŲ YRA VOLTMETRAS, KURIS AMPERMETRAS? A. B. 1 — ampermetras, 2 — voltmetras 1 — voltmetras, 2 — ampermetras 31 ELEKTRINĖ ĮTAMPA

10. PAGAL KURIĄ ŽEMIAU PATEIKTĄ FORMULĘ GALIMA APSKAIČIUOTI ELEKTROS ĮTAMPĄ? C. 32 ELEKTRINĖ ĮTAMPA

INFORMACIJOS ŠALTINIAI • • Vl. Valentinavičius Fizika 9 klasei. — V. , 2005. • http: //www. physics-chemistry-interactive-flash-animation. com/electricity_electromagnetism_interactive/multimeter. htm Vl. Valentinavičius, Z. Šliavaitė Fizika 9 klasei. — V. , 2010. J. Gutauskaitė, A. Kynienė ir kt. Spektras. Fizikos vadovėlis 9 klasei, II dalis. — V. , 2009. U. D. Tumavičienė, V. Tumavičius Pagalvok, patikrink! — K. , 1996. https: //www. youtube. com/watch? v=y 9 wkt. SQdya. E http: //www. freezeray. com/flash. Files/voltage. Current. htm https: //lt. wikipedia. org/wiki/Alessandro_Volta http: //www. technologyuk. net/physics/electrical_principles/electrical_measurement. shtml ELEKTRINĖ ĮTAMPA 33