Урок физики проект дачного дома: Урок физики проект дачного дома !

 2. Ход урока. Самостоятельная деятельность учащихся.

Главная задача строителей всего мира – строить как можно выше, прочнее, красивее, но с меньшими затратами сил, времени, материала. Выбор архитектуры любого сооружения диктуется не только художественными, но и техническими требованиями. Основную нагрузку несут на себе строительные конструкции. Это арки, фермы, своды, купола, панели. Для облегчения здания изготовляются полые перекрытия с овальными и круглыми отверстиями. Одновременно они ограждают людей и части зданий от жары, холода, ветра, осадков. Например, панель стены принимает часть веса всего здания и защищает его от непогоды. С глубокой древности человеку известны три схемы строительных конструкций – строечно-балочная, арочная и подвесная.

Современные строители усовершенствовали традиционные конструктивные формы и создали новые, не имеющие аналога в прошлом. Наиболее распространённые строительные конструкции – бетонные и железобетонные. Стальные конструкции (фермы, балки и т. д.) используют для сооружения каркасов, многоэтажных зданий и крупных сооружений, мостов. Каменные конструкции применяются главным образом в качестве стен и перегородок. Кирпич, природный камень или мелкие блоки модернизируют: применяют высокопрочный кирпич, каменные конструкции усиливают стальной арматурой или железобетонными вставками.

Первая специальность, в которой вы себя попробуете, – инженеры-расчётчики.

Когда рассматриваешь старинные здания, то изумляет колоссальная толщина кирпичных стен, как будто это не жилые дома, а крепости. Причём каждое строение оказывает определённое давление на почву. Одной из главных строительных задач является снижение веса конструкций. Это достигается применением высоких марок бетона, лёгких заполнителей (керамзита, шлаковой плазмы и т. д.), силикатобетонных изделий, клеефанерных конструкций.

По ходу урока для выполнения заданий учащимся предлагалось разбиться в группы по 4-е человека. Для того чтобы все учащиеся были оценены, решения расчётных заданий и ответы на вопросы вкладывались в конверт, который в конце первого часа сдавался учителю. Определённые вопросы, на усмотрение учителя, контролировались у доски и с места.

Задание 1.

1. Оцените вес дома, если известно, что площадь основания фундамента S=200 м², а нормальное

давление на грунт должно быть p=4·10⁴ Па.

2. Не учитывая вес потолочных балок, рассчитайте число кирпичей для дома, если масса одного

кирпича m₀= 5 кг.

3. Где построить дом:

Почему весной у реки холоднее, чем в другой части города?

Какие здания должны строиться в зоне повышенной сейсмической активности и вблизи автострад и железных дорог?

Итак, мы решили, где мы будем строить наш дом, каким он будет, осталось выбрать, какие строительные материалы мы будем использовать. Они бывают природные и искусственные. Природные каменные материалы – горные породы, подвергнутые обработке. Это облицовочные плиты из мрамора, гранита, бутовый камень, щебень, гравий.

К строительным материалам относят также разнообразное стекло, полимерные материалы, линолеум, декоративные плёнки, пенопласты, стеклопластики, лаки и краски.

Вернёмся к старинным зданиям, к их колоссально толстым кирпичным стенам. Конечно, стены несут и силовую нагрузку, но толщина 1-1,5 м для одно- или двухэтажного кирпичного дома — это уже чересчур. Оказывается, такая толщина нужна, чтобы в таком доме было тепло зимой. Во время сильных морозов температуры внутри и снаружи сильно различаются.

Попробуем теперь такую специальность, как инженеры – теплоизолировщики.

Задание 2.

1. Какую толщину стен лучше выбрать и из какого материала?
2. Какой, обыкновенный или пористый, кирпич обеспечит лучшую теплоизоляцию здания? Почему?
3. Какие изготовить окна? Какое значение имеют двойные (на Крайнем Севере – тройные) оконные рамы?
4. Какую крышу лучше выбрать: железную, кровельную или черепичную?
5. Каким цветом лучше покрасить наружные стены дома в северных широтах? В южных широтах? Почему?

Итак, за окнами поздняя осень, скоро зима и только толстые стены не спасут нас от холода. Необходимо обогреть наш дом. Мы будем в роли: отопителей-расчётчиков, котельщиков, печников, инженеров-газовиков.

Задание 3.

1. Какое количество теплоты нужно передать комнате размером 5*4*3 м, чтобы нагреть в ней воздух от 0 до 20°C?
2. Создайте проект системы отопления двухэтажного дома отдельным котлом АГВ (автоматическим газовым водонагревателем).
3. Где нужно расположить этот котёл?
4. Сколько газа, поступающего в котёл АГВ, нужно сжечь, чтобы нагреть воздух в доме, если для этого нужно передать количество теплоты Q=12384 кДж?
5. Не дешевле ли отапливать дом дровами? Сколько дров нужно сжечь, чтобы нагреть с помощью камина воздух в комнате из вопроса 1?
6. Можно ли камином обогреть комнату?
7. Что необходимо построить предварительно в доме, чтобы поставить печь-камин?
8. Сколько дров нужно сжечь, чтобы нагреть с помощью камина воздух в комнате 5*4*3 м, от 0 до 20°C?

Ну а мы с вами в первую очередь должны быть экономными хозяевами.

Задание 4.

1. Оцените КПД печи-камина, если в ней сгорело 3 кг дров, а воздух в комнате объёмом 60 м? Нагрелся на 20°C.
2. Куда “исчезло” остальное тепло?

Примерные ответы и решения.

Задание 1. 1. 8*10⁶ Н. 2. 160000 штук. 3. Лёд весной тает и забирает тепло из окружающей среды; невысокие.

Задание 2. 1.Стены лучше выбрать толщиной в 1,5 – 2 кирпича, кирпич силикатный, он прочный и достаточно пористый. 2. Пористый, он содержит воздух, а воздух — плохой проводник тепла. 3. Окна лучше брать двойные, с теплоизолятором – воздухом. 4. Черепичную, черепица из-за воздуха хороший теплоизолятор. 5. Наружные стены в северных широтах тёмными, в южных светлыми.

Задание 3. 1. 1548 кДж. 3. Котёл установить лучше в подвале. 4. 0,281 кг. 5. Дрова сжигать дороже; m=1,24 кг. 6. Можно, но долго. 7. Построить дымоход и трубу. 8. 0,155 кг.

Задание 4. 1. КПД = 20%, остальное тепло “вылетело в трубу”.

3. Творческий этап. Защита творческих проектов.

За месяц до урока класс был разделён на три группы. За это время учащиеся должны были создать проект коттеджа, подобрать материал для строительства, провести необходимые расчёты для постройки. Также учащиеся должны были узнать стоимость строительных материалов и оценить примерную стоимость дома. Лидеры групп по собранным материалам получали консультации учителя. Для отчёта о проделанной работе группы представляли:

• Макет коттеджа в определённом масштабе.
• Технические расчёты в виде рефератов, докладов.
• Презентацию – рекламу своей постройки.

Примерный план детской презентации:

• Какой дом, его назначение.
• Размеры, габариты дома, количество этажей, предназначение крыши.
• Материалы, используемые для строительства. Цветовая гамма, используемая для дома.
• Стоимость строительных материалов.

 Задание к проекту, которое группы получали дополнительно.

Вычислите, какое количество теплоты необходимо вашему дому, чтобы воздух в нём нагрелся от 0 до 20°C?

Сколько газа необходимо сжечь для этого?

Какие материалы вы выберете для внутренней отделки стен, почему?

 Учащиеся после каждой презентации могут задавать интересующие их вопросы по проекту коттеджа. После этого проекты оцениваются учащимися, а затем учитель выставляет конечную отметку.

4. Индивидуальная работа учащихся.

А теперь вам предлагается ряд вопросов, так или иначе связанных с нашей темой. При вашей активной работе, вы можете повысить оценку вашей работы на первом часе нашего занятия.

• Почему при строительстве железной дороги рельсы не кладут вплотную друг к другу?
• Вы решили покрасить пол в комнате, как об этом догадались в другой комнате?
• Когда тяга в трубах лучше – зимой или летом? Почему?
• Почему оконные стёкла начинают замерзать снизу в большей мере, чем сверху?
• Почему железные печи скорее нагревают комнату, чем кирпичные, но не так долго остаются тёплыми?
• Почему рачительный хозяин предпочитает покупать берёзовые дрова, а не сосновые? Цена дров одинаковая.
• При кипении чайника окна на кухне “запотели”, почему?
• Почему холодное стекло покрывается тонким слоем влаги, если на него подышать?
• Почему летом разбрызгивание воды в комнате заметно понижает в ней температуру?
• Почему в холодных помещениях часто бывает сыро?
• Почему у кранов и баков с горячей водой ручки делают деревянными или пластмассовыми?

 И напоследок несколько заданий на сообразительность.

Вы захотели украсить свой дом. Для украшения лампочек вы решили сделать плафоны из бумаги. Каковы последствия этой красоты?

Вам известно такое вещество как керамзит, он используется при посадке цветов в комнатных условиях. Можно ли его использовать в строительстве? Назовите несколько возможных применений.

Каково назначение погреба? Почему?

5. Заключительный этап. Подведение итогов.

Учитель. Итак, сегодня мы с вами рассмотрели, что же необходимо знать, для того, чтобы построить дом. И пусть вы не станете строителями, но знания, полученные вами на уроке, пригодятся в повседневной жизни. Урок закончен, спасибо, можете быть свободны.

Видео уроки

Знайка – видео уроки в помощь школьникам

Сайт Знайка.Ру является настоящим подспорьем школьникам как младших, так и старших классов. Здесь вы найдёте очень много видеоуроков от профессиональных преподавателей. А ещё на сайте вы сможете подобрать репетитора, причём вы будете заранее знать, какой опыт у этого репетитора  и сколько будет стоить час обучения. И, конечно же, интернет магазин, который позволит качественно подготовить ребёнка к учебному году.

Читать далее

Энциклопедия видео-уроков + пассивный заработок

Все мы когда-то чему-то учились…. и научились. Кто-то знает фирменный бабушкин рецепт пирога, кто-то хорошо рисует, одни мастерски забивают гвозди, другие красиво вышивают.

Так вот, сайт Ярбула с логотипом позитивной улитки предлагает всем объединиться и поделиться своими умениями. А чтобы лучше замотивировать умельцев, всем щедро раздают кредиты доверия

Читать далее

Зарубежный видео журнал

Если вы ищете новые видео идеи, а ролики с Ютуба уже пересмотрены, или вы хотите узнать, как это делают за рубежом, но не знаете, где искать, предлагаем неплохой аналог – Videojug.

Читать далее

Видео с йогой, танцами, аэробикой

Как часто мы обещаем себе заняться своей фигурой, пойти в тренажерный зал, записаться на аэробику, йогу, или хотя бы начать делать  по утрам зарядку? Чаще всего мы даже набираемся смелости и несколько дней посещаем фитнес центр или начинаем тренироваться дома, но вдруг портится погода, на работе / в институте завал, не хватает времени или просто становиться лень. И вот именно в этот момент может пригодится данный сайт!

Читать далее

Видео уроки онлайн

Видео уроки на все случаи жизни. Сайт для тех, кто любит проводить время с пользой, а именно учиться чему-то новому. Ассортимент уроков действительно весьма и весьма широк — здесь вы найдёте видео уроки, начиная с того, как сделать ёлочную игрушку своими руками, и заканчивая уроками самосовершенствования.

Пример видео уроков по рисованию

Читать далее

Переделка квартиры своими руками

Уже из названия сайта peredelka.tv понятно, что он посвящен различным переделкам. Действительно так оно и есть — речь идет о проведении ремонта в квартире и на даче.

Официальный сайт проектов «Квартирный вопрос» и «Дачный ответ» на телеканале НТВ. На сайте множество обзоров, связанных с особенностями выбора строительных материалов, а так же статей, касающихся непосредственно тонкостей проведения работ.

Здесь вы найдете фоторепортажи формата «Что было» — «Что стало» квартир и дачных домов, которые фигурировали в телевизионных выпусках передач. В разделе «Видео» вы увидите самые интересные и важные фрагменты телепередач, которые транслировались по ТВ.

Читать далее

Занимательные опыты по физике и химии для детей и взрослых

simplescience.ru — научно-познавательный портал о физике и химии. На сайте наглядно демонстрируются увлекательные опыты, связанные с электричеством, газами, жидкостями и т.п.

Есть опыты, которые невозможно воспроизвести в домашних условиях, так как они требуют специального оборудование. Некоторые же, напротив, настолько просты, что их можно продемонстрировать своему ребёнку.

Каждый опыт сопровождается подробным описанием, в котором подробно рассказывается, что и почему происходит.

Читать далее

Йога для начинающих — видео уроки

yogas.com.ua — сайт посвящен Йоге. На сайте есть много информации о Йоге, истории и, самое главное, присутствует цикл видеоуроков «для чайников», в которых очень наглядно представлены 12 поз и положений, составляющих законченный комплекс Йоги.

В качестве бонуса на сайте представлены ещё и упражнения на пресс и курс Тай-Бо — комплекса упражнений «боевого фитнеса».

Читать далее

Естествознание 2.0

Как сделать обучение в интернете интересным и одновременно качественным. Нужно соединить воедино простой и красивый дизайн, доступную подачу материала и экспертных авторов, которые хорошо знают, о чем говорят. Создателям сайта «Естествознание 2.0», похоже, это удалось, когда они решили, что преподаватели Лицея информационных технологий могут свободно делиться тем материалом, что они дают на уроках для 8-11-х классов со всеми желающими через интернет.

Вы что-то проспали на уроках физики, химии или биологии в школе, а теперь вам просто интересно? Или может быть у вас на носу экзамен, а в учебнике и конспектах сам черт ногу сломит. Ну что же, добро пожаловать на nscience.ru.

Читать далее

Рецепты, события, повара и еда

Онлайн проект eda. ru — это интернет приложение журналу «Еда». Площадка создана для свободного обмена рецептами и инструкциями по приготовлению самых разнообразных экзотических блюд. Каждый желающий может завести свой блог, в котором можно публиковать свои рецепты с подробными инструкциями и фотографиями.

Все рецепты оцениваются не по стандартной шкале «+/-», а по двум параметрам: сколько людей по нему готовила и сколько его в результате порекомендовало другим. Понравившиеся записи можно добавить в свою книгу рецептов, а на дальнейшие шедевры автора подписаться.

Читать далее

1 2 3 4 5>>К последней

Мы гарантируем работоспособность ссылок размещенных сайтов на момент их добавления на страницы нашего портала “Лучших сайтов Интернета” big-big.ru. Но мы не отслеживаем их работоспособность в дальнейшем. Если Вы нашли ссылку на неработающий сайт, сообщите нам, пожалуйста, по форме обратной связи. Помните, что при полном или частичном использовании материалов с сайта — активная ссылка на big-big. ru обязательна! © 2011 — 2022 · big-big.ru

Студенты строят легкие дома для проектов по физике для своего проекта по физике. Courtesy photo

У старшеклассников старшей школы Андалусии была возможность узнать об электрических цепях и электричестве, спроектировав и соорудив собственные дома.

Учитель физики AHS Кармен Мартин сказала, что хочет сделать все возможное с проектом этого года.

«Раньше я делал игры. Например, подумайте об операции или игре на совпадения, — сказал Мартин. «Но я хотел сделать еще один шаг в своем классе физики, поэтому я сделал дом с различными цепями внутри дома».

Старший специалист AHS Уитмен Джексон спроектировал дом с современными архитектурными элементами. Courtesy photo

Она сказала, что большинство людей очень боятся электричества, поэтому она так много времени уделяет этой теме.

— Некоторые люди даже сказали бы, что в какой-то степени боятся электричества, — сказал Мартин. «Поэтому я трачу на электричество намного больше времени, чем другие учителя естественных наук, но я думаю, что ученикам важно понять, как это работает, потому что это жизненный навык».

Единственное, что Мартин хотел, чтобы студенты вынесли из этого проекта, — это вновь обретенная уверенность в себе.

«Когда мы впервые начали раскатывать материалы в начале блока электричества, они немного опасались прикасаться к вещам и что-то делать», — сказал Мартин. «Поэтому с этим проектом им дали уверенность в том, что они будут делать эти схемы. Во-вторых, я хочу, чтобы они научились устранять неполадки, потому что электричество очень своеобразно. В нем есть много мелочей, например, если соединение просто неправильное, он не загорится, и у нас есть склонность довольно легко отказываться от вещей. Студенты узнали, что им нужно придерживаться этого. Они должны были решить проблему, задать несколько вопросов и построить на этом фундаменте «Что я знаю о цепи?» и «Почему это не загорается?»

Мартин сказал, что в классе ученики работали по разъездной работе, но на самом деле работали над своими домами у себя дома.

«Мы работали над схемой в классе, потому что у меня здесь паяльное оборудование», — сказал Мартин. «Кроме того, проводка, аккумуляторы, держатели аккумуляторов для фонарей, мультиметры и все эти вещи тоже были в школе».

Студенты должны были спроектировать и построить дома с отдельными последовательными, параллельными и сложными схемами. В домах должно было быть несколько комнат, и каждая отдельная комната должна была освещаться своим собственным светом.

Некоторые ученики сделали все возможное, украсив свои дома внутри и снаружи, что, по словам Мартина, не требовалось.

«Мне очень нравится современная архитектура и то, что все квадратное и имеет чистую отделку», — сказал Уитмен Джексон, старший специалист AHS. «Вот почему я решил украсить свой дом именно так».

Джексон сказал, что самым сложным было провести всю проводку в самом доме.

«Под крышей есть всевозможная проводка и прочее, чтобы все это работало и было безопасным», — сказал Джексон. «Вся математика и построение диаграмм были определенно сложными. Это не так просто, как кажется. Мне это очень понравилось, но это был вызов мне. Это заставило меня понять, что вы должны продолжать добиваться успеха, вы не можете просто сдаться, когда у вас что-то не получается с первого раза».

Старший специалист AHS Эмори Гарнер не вошла в проект с установленным стилем, но, в конце концов, она не спала почти до часа ночи, каждую ночь совершенствуя свой дом в стиле кантри.

«Я начал работать над этим, а потом это превратилось в нечто, поскольку я не спал, работая над ним в течение двух недель», — сказал Гарнер. «Я брал из Pinterest и всевозможных вещей. Мои родители спрашивали меня, над чем я работал в ту ночь, и я отвечал: «Плинтусы» или «Перила крыльца», и они всегда спрашивали меня, почему. Я просто хотел сделать все возможное, с тех пор как она дала нам этот проект. Я хотел построить впечатляющий дом, потому что я такой».

Гарнер сказал, что самой сложной частью проекта были мельчайшие детали, которые входят в схему.

— Как сказала миссис Мартин, если хоть одна мелочь не в порядке, она не загорится, — сказал Гарнер. «Электричество на самом деле не мое, поэтому я не знаю, что случилось. Было очень сложно заставить это работать, но в конце концов я справился».

Распечатать статью

Учебник по физике: Разность электрических потенциалов

В предыдущем разделе Урока 1 было введено понятие электрического потенциала. Электрический потенциал — это зависящая от местоположения величина, которая выражает количество потенциальной энергии на единицу заряда в указанном месте. Когда кулоновский заряд (или любое заданное количество заряда) обладает относительно большим количеством потенциальной энергии в данном месте, то это место называется местом с высоким электрическим потенциалом. И точно так же, если кулон заряда (или любое заданное количество заряда) обладает относительно небольшим количеством потенциальной энергии в данном месте, то это место называется местом с низким электрическим потенциалом. Когда мы начнем применять наши понятия потенциальной энергии и электрического потенциала к цепям, мы начнем ссылаться на разность электрических потенциалов между двумя точками. Эта часть Урока 1 будет посвящена пониманию разности электрических потенциалов и ее применению к движению заряда в электрических цепях.

Рассмотрим задачу перемещения положительного пробного заряда в однородном электрическом поле из точки A в точку B, как показано на диаграмме справа. При перемещении заряда против электрического поля из точки А в точку В над зарядом должна быть совершена работа внешней силой. Работа, совершаемая над зарядом, изменяет его потенциальную энергию на большее значение; а количество выполненной работы равно изменению потенциальной энергии. В результате этого изменения потенциальной энергии также возникает разница в электрическом потенциале между точками A и B. Эта разница в электрическом потенциале представлена ​​символом 9.0055 ΔV и формально упоминается как разность электрических потенциалов . По определению, разность электрических потенциалов — это разность электрических потенциалов (В) между конечным и начальным местоположением, когда над зарядом совершается работа по изменению его потенциальной энергии. В форме уравнения разность электрических потенциалов равна

Стандартной метрической единицей разности электрических потенциалов является вольт, сокращенно обозначаемый как В и названный в честь Алессандро Вольта. Один вольт равен одному джоулю на кулон. Если разность электрических потенциалов между двумя точками составляет 1 вольт, то один кулон заряда получит 1 джоуль потенциальной энергии при перемещении между этими двумя точками. Если разность электрических потенциалов между двумя точками составляет 3 вольта, то один кулон заряда получит 3 джоуля потенциальной энергии при перемещении между этими двумя точками. И, наконец, если разность электрических потенциалов между двумя точками составляет 12 вольт, то один кулон заряда получит 12 джоулей потенциальной энергии при перемещении между этими двумя точками. Поскольку разность электрических потенциалов выражается в единицах вольт, ее иногда называют напряжение .

Электрические цепи, как мы увидим, связаны с перемещением заряда между различными точками и соответствующей потерей и приобретением энергии, которые сопровождают это движение. В предыдущей части Урока 1 концепция электрического потенциала применялась к простой электрической цепи с батарейным питанием. В этом обсуждении было объяснено, что над положительным пробным зарядом необходимо совершить работу, чтобы переместить его через ячейки от отрицательного вывода к положительному. Эта работа увеличила бы потенциальную энергию заряда и, следовательно, увеличила бы его электрический потенциал. Когда положительный пробный заряд проходит через внешней цепи от положительной клеммы к отрицательной, она уменьшает свою электрическую потенциальную энергию и, таким образом, находится под низким потенциалом к ​​тому времени, когда возвращается к отрицательной клемме. Если в цепи используется 12-вольтовая батарея, то каждый кулон заряда приобретает 12 джоулей потенциальной энергии при движении через батарею. И точно так же каждый кулон заряда теряет 12 джоулей потенциальной электрической энергии при прохождении через внешнюю цепь. Потеря этой потенциальной электрической энергии во внешней цепи приводит к увеличению световой энергии, тепловой энергии и других форм неэлектрической энергии.

При четком понимании разности электрических потенциалов можно правильно понять роль гальванического элемента или группы элементов (например, батареи) в простой цепи. Ячейки просто поставляют энергию для выполнения работы над зарядом, чтобы переместить его от отрицательного полюса к положительному полюсу. Обеспечивая заряд энергией, ячейка способна поддерживать разность электрических потенциалов на двух концах внешней цепи. Как только заряд достигает клеммы с высоким потенциалом, он естественным образом течет по проводам к клемме с низким потенциалом. Движение заряда по электрической цепи аналогично движению воды в аквапарке или движению американских горок в парке развлечений. В каждой аналогии над водой или машинами американских горок должна быть проделана работа, чтобы переместить их из места с низким гравитационным потенциалом в место с высоким гравитационным потенциалом. Как только вода или американские горки достигают высокого гравитационного потенциала, они естественным образом движутся вниз обратно в место с низким потенциалом. Для водной прогулки или катания на американских горках задача подъема водных или горных автомобилей до высокого потенциала требует энергии. Энергия подается водяным насосом с приводом от двигателя или цепью с приводом от двигателя. В электрической цепи с батарейным питанием элементы выполняют роль зарядового насоса, снабжая заряд энергией, чтобы поднять его из положения с низким потенциалом через элемент в положение с высоким потенциалом.

Часто бывает удобно говорить об электрической цепи, такой как обсуждаемая здесь простая цепь, состоящей из двух частей — внутренней цепи и внешней цепи. Внутренняя цепь является частью цепи, где энергия подается на заряд. Для простой схемы с батарейным питанием, о которой мы говорили, часть схемы, содержащая гальванические элементы, является внутренней схемой. Внешняя цепь является частью цепи, в которой заряд перемещается за пределы ячеек по проводам на своем пути от клеммы с высоким потенциалом к ​​клемме с низким потенциалом. Движение заряда по внутренней цепи требует энергии, так как это в гору движение в направлении против электрического поля . Движение заряда по внешней цепи естественно, поскольку это движение в направлении электрического поля. На положительной клемме гальванического элемента положительный тестовый заряд находится под высоким электрическим давлением таким же образом, как вода в аквапарке находится под высоким давлением после того, как ее накачивают на вершину водной горки. Находясь под высоким электрическим напряжением, положительный пробный заряд самопроизвольно и естественным образом перемещается по внешней цепи в место с низким давлением и низким потенциалом.

При движении положительного пробного заряда по внешней цепи он сталкивается с различными типами элементов цепи. Каждый элемент схемы служит преобразователем энергии. Лампочки, двигатели и нагревательные элементы (например, в тостерах и фенах) являются примерами устройств, преобразующих энергию. В каждом из этих устройств электрическая потенциальная энергия заряда преобразуется в другие полезные (и неполезные) формы. Например, в лампочке электрическая потенциальная энергия заряда преобразуется в световую энергию (полезную форму) и тепловую энергию (неполезную форму). Движущийся заряд совершает работу над лампочкой, производя две разные формы энергии. При этом движущийся заряд теряет свою электрическую потенциальную энергию. Покинув элемент цепи, заряд получает меньше энергии. Место непосредственно перед входом в лампочку (или любой элемент цепи) является местом с высоким электрическим потенциалом; и место сразу после выхода из лампочки (или любого элемента цепи) является местом с низким электрическим потенциалом. Ссылаясь на диаграмму выше, места A и B являются местами с высоким потенциалом, а места C и D — местами с низким потенциалом. Потеря электрического потенциала при прохождении через элемент цепи часто упоминается как падение напряжения . К тому времени, когда положительный испытательный заряд возвращается к отрицательной клемме, он находится под напряжением 0 вольт и готов к повторному включению и перекачиванию обратно в к положительной клемме высокого напряжения.

Диаграмма электрических потенциалов представляет собой удобный инструмент для представления разностей электрических потенциалов между различными точками электрической цепи. Ниже показаны две простые схемы и соответствующие им диаграммы электрических потенциалов.

В цепи А есть 1,5-вольтовая D-ячейка и одна лампочка. В цепи B есть 6-вольтовая батарея (четыре 1,5-вольтовых D-элемента) и две лампочки. В каждом случае отрицательная клемма батареи является точкой 0 вольт. Положительный полюс батареи имеет электрический потенциал, равный номинальному напряжению батареи. Аккумулятор активирует заряд, чтобы перекачал его с клеммы низкого напряжения на клемму высокого напряжения. Таким образом, батарея создает разность электрических потенциалов на двух концах внешней цепи. Быть под электрическим давлением заряд теперь будет двигаться по внешней цепи. Поскольку его электрическая потенциальная энергия преобразуется в энергию света и тепловую энергию в местах расположения лампочек, заряд уменьшает свой электрический потенциал. Общее падение напряжения во внешней цепи равно напряжению батареи, когда заряд перемещается от положительной клеммы обратно к 0 вольт на отрицательной клемме. В случае схемы B во внешней цепи имеется два падения напряжения, по одному на каждую лампочку. В то время как величина падения напряжения в отдельной лампочке зависит от различных факторов (будет обсуждаться позже), совокупная величина падения должна равняться 6 вольтам, полученным при прохождении через батарею.

Разность электрических потенциалов между двумя вставками бытовой электросети зависит от страны. Используйте виджет Бытовое напряжение ниже, чтобы узнать значения бытового напряжения для разных стран (например, США, Канады, Японии, Китая, Южной Африки и т. д.).

1. Перемещение электрона в электрическом поле изменит ____ электрон.

а. масса б. сумма заряда раз. потенциальная энергия

2. Если бы электрическая цепь была аналогична водяной цепи в аквапарке, то напряжение батареи было бы сравнимо с _____.

а. скорость, с которой вода течет по контуру

б. скорость, с которой вода течет по контуру

в. расстояние, которое вода проходит через контур

д. давление воды между верхом и низом контура

эл. помеха, вызванная препятствиями на пути движущейся воды

3. Если бы электрическая цепь вашего Walkman была аналогична водяной цепи в аквапарке, то батарея была бы сопоставима с _____.

а. люди, которые соскальзывают с возвышенностей на землю

б. препятствия, стоящие на пути движущейся воды

в. насос, перекачивающий воду с земли на возвышенности

д. трубы, по которым течет вода

эл. расстояние, которое вода проходит через контур

4. Что из следующего верно относительно электрической цепи вашего фонарика?

а. Заряд движется по цепи очень быстро — почти со скоростью света.

б. Батарея обеспечивает заряд (электроны), который движется по проводам.

в. Батарея обеспечивает заряд (протоны), который движется по проводам.

д. Заряд расходуется по мере прохождения через лампочку.

эл. Аккумулятор поставляет энергию, которая повышает заряд от низкого до высокого напряжения.

ф. … бред какой то! Ничего из этого не соответствует действительности.

5. Если батарея обеспечивает высокое напряжение, она может ____.

а. сделать много работы в течение своей жизни

б. делать много работы на каждом заряде, с которым он сталкивается

в. протолкнуть много заряда через цепь

д. прослужит долго

На схеме ниже справа показана лампочка, подключенная проводами к клеммам + и — автомобильного аккумулятора. Используйте диаграмму, чтобы ответить на следующие четыре вопроса.

6. По сравнению с точкой D точка A имеет _____ электрический потенциал.

а. на 12 В выше в

б. на 12 В ниже в

в. точно такой же

д. … невозможно сказать

7. Электрическая потенциальная энергия заряда равна нулю в точке _____.

8. Требуется энергия, чтобы заставить положительный пробный заряд сдвинуться с места ___.

а. по проводу из точки А в точку Б

б. через лампочку из точки B в точку C

в. по проводу из точки С в точку D

д. через аккумулятор из пункта D в пункт A

9. Энергия, необходимая для перемещения заряда +2 Кл между точками D и A, составляет ____ Дж.

a. 0,167б. 2.0с. 6.0д. 12е. 24

10. Следующая схема состоит из D-элемента и лампочки. Используйте символы >, < и =, чтобы сравнить электрический потенциал в точках A и B и в точках C и D. Укажите, добавляют ли устройства энергию к заряду или забирают энергию из него.

11. Используя свое понимание математической взаимосвязи между работой, потенциальной энергией, зарядом и разностью электрических потенциалов, выполните следующие утверждения:

a.