Обозначение конденсаторов на схемах

Буданова Наталья Юрьевна,
учитель физики
МОУ «ООШ п. Чистопольский
Краснопартизанского района
Саратовский области»
Урок физики в 10 классе.
Тема: Электроемкость. Конденсаторы.
Цели:
Формировать представления о материальности электрического поля. Познакомить учащихся с
понятием электроемкости, элементами теории конденсатора, с его устройством, применением;
Развивать представления учащихся о физической картине мира, познавательную и творческую
активность, интерес и мотивацию школьников к изучению физики; активизировать деятельность
учащихся, проектируя физический эксперимент на компьютере.
Прививать культуру умственного труда, воспитывать патриотические чувства
Оборудование:
компьютер, мультимедийный проектор, экран, диск «Открытая физика», военные
фотографии в слайд-фильме, таблицы, фотоаппарат, опорный конспект;
электрометры, конденсаторы, электрофорная машина.
План урока:
4
Этапы урока
Организационный момент
Проверка домашнего задания
Сообщение темы и целей
урока
Изучение нового материала
5
Закрепление знаний учащихся
7
6
7
Подведение итогов.
Домашнее задание
2
1
1
2.
3.
Время (мин.)
Приемы и методы
1
Беседа.
5
Выполнение теста учащимися.
1
Демонстрация опыта. Сообщение учителя
23
Демонстрация опытов. Беседа. Сообщения
учащихся. Выполнение учащимися
виртуальной лабораторной работы
Самостоятельная работа. Ответы на
вопросы.
Беседа.
Запись в дневник.
Ход урока.
1. Организационный момент
Эпиграфом урока послужат слова Конфуция:
«Три пути ведут к знанию: путь размышления – это путь самый благородный, путь подражания - это
путь самый легкий, и путь опыта – это путь самый горький».
В ходе урока мы воспользуемся тремя путями, которые ведут к знаниям, по мнению философа. Но
какой путь для вас самый приемлемый решать вам.
Я предлагаю ответить на вопросы тестового задания, путем размышления, опираясь на полученные
знания предыдущих уроков.
2. Проверка домашнего задания
Учащимся предлагается выполнить тестовое задание «Диэлектрики и проводники в
электростатическом поле» по материалам домашнего задания
3. Сообщение темы и целей урока.
-Перечислите способы, с помощью которых можно зарядить тело?
-Опишите процесс зарядки нейтральных тел.
Демонстрация
Перед вами электрофорная машина. В результате трения банки машины заряжаются. Между
металлическими шариками возникает разность потенциалов. С увеличением напряжения между
проводниками может возникнуть пробой диэлектрика, проводники разряжаются. Сегодня на уроке
мы познакомимся с физической величиной, которая характеризует способность двух проводников
накапливать электрический заряд. Эту величину называют – электроемкостью, обозначают буквой с.
Так же установим, от каких величин она зависит, в каких единицах измеряется. Познакомимся с
устройством конденсаторов и их применением. Выводы и формулы вы должны записать в опорном
конспекте.
4. Изучение нового материала
- Установим, как зависит электроемкость проводника от заряда и изменения потенциала.
Демонстрация.
А) Два корпуса электрометра заземлить, а стержни, на которые надеты шаровые кондукторы большой и малый, соединить по очереди, от наэлектризованной палочки электрофорной
машины. Каждый шар получает одинаковое количество положительного электричества.
(Для большей эффективности и наглядности можно продемонстрировать аналогичное явление с
сообщающимися сосудами с различными поперечными сечениями (1 опыт с зажимом, 2 опыт зажим убрать))
- Потенциал, какого электрометра увеличивается быстрее? /малого шара/
Б) Заряженные шары соединить проводником.
- Что показывают электрометры, как же распределились заряды?
/По показанию электрометров видно, что потенциалы шаров стали равными. После соединения
происходило перемещение положительного заряда в сторону понижения потенциал, т. е. от малого
шара к большому, пока потенциалы не выровнялись. Следовательно, на шарах заряды не равны; у
большого шара заряд больше, чем у малого/
- Вы наглядно увидели, что у каждого проводника потенциал изменяется пропорционально
заряду, а отношение заряда к потенциалу для данного проводника – величина постоянная,
зависящая от его размеров и форм называется электроемкостью проводника.
- Можно ли размышлением или подражанием прийти к такому выводу? /Не всегда, нет/
Электроемкостью системы из двух проводников называется физическая величина,
определяемая как отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ
между ними:
В системе СИ единица электроемкости называется фарад (Ф): 1Ф = 1Кл/1В.
Конденсатор — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической
проводимостью; устройство для накопления энергии электрического поля. Конденсатор
является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в
форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого
мала по сравнению с размерами обкладок.
Демонстрация.
В) Установить зависимость электроемкости от размеров, форм проводника, диэлектрической
проницаемости среды можно, проведя опыт с электрометрами, металлическими дисками.
1. При уменьшении расстояния между дисками, стрелка электрометра показывает
уменьшение потенциала.
2. Уменьшение потенциала произойдет, если, сблизив диски до расстояния немного
превышающего толщину пластины из диэлектрика, вставить её в зазор между дисками при
удалении пластины потенциал восстанавливается до прежней величины.
Электроемкость плоского конденсатора прямо пропорциональна площади пластин
(обкладок) и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Если пространство
между обкладками заполнено диэлектриком, электроемкость конденсатора увеличивается в ε
раз:
- А сейчас совершим небольшой экскурс в историю.
Сообщения учащихся: «Открытие факта конденсации», «Устройство первого
конденсатора»
- Конденсатор в переводе на русский язык означает «сгуститель». Чтобы на емкость конденсатора не
оказывали влияние окружающие тела, проводникам придают такую форму, чтобы поле было
сосредоточенно в узком зазоре между обкладками конденсатора.
Такому условию удовлетворяют:
- Две плоские пластины – плоский конденсатор;
- Два коаксиальных цилиндра – цилиндрические;
- Две концентрические сферы – сферические;
Демонстрация различных конденсаторов (таблица, конденсаторы)
1Ф очень большая емкость. Если создать конденсатор емкостью в 1Ф, то пластины будут
площадью примерно 100км2 при расстоянии между ними в 1 мм. На принципиальных
электрических схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно указывается в
микрофарадах (1 мкФ = 106 пФ) и пикофарадах, но нередко и в нанофарадах.
Конденсаторы могут соединяться между собой, образуя батареи конденсаторов. (Схемы)
При параллельном соединении конденсаторов напряжения на конденсаторах одинаковы:
U1 = U2 = U, а заряды равны q1 = С1U и q2 = С2U. Такую систему можно рассматривать как
единый конденсатор электроемкости C, заряженный зарядом q = q1 + q2 при напряжении
между обкладками равном U. Отсюда следует
Таким образом, при параллельном соединении электроемкости складываются.
Параллельное соединение
конденсаторов. C = C1 + C2.
Последовательное
соединение
конденсаторов.
При последовательном соединении одинаковыми оказываются заряды обоих
конденсаторов: q1 = q2 = q, а напряжения на них равны
и
Такую систему
можно рассматривать как единый конденсатор, заряженный зарядом q при напряжении
между обкладками U = U1 + U2. Следовательно,
При последовательном соединении конденсаторов складываются обратные величины
емкостей.
Формулы для параллельного и последовательного соединения остаются справедливыми при
любом числе конденсаторов, соединенных в батарею.
Сообщения учащихся: «Типы конденсаторов», «Применение конденсаторов»
Выдержки из сообщений учащихся:
 Основная классификация конденсаторов проводится по типу диэлектрика в
конденсаторе. Тип диэлектрика определяет основные электрические параметры
конденсаторов: сопротивление изоляции, стабильность ёмкости, величину потерь и
др.
 Кроме того, конденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости.
 В зависимости от назначения можно условно разделить конденсаторы на
конденсаторы общего и специального назначения.
 Конденсаторы общего назначения используются практически в большинстве видов и
классов аппаратуры. Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним
относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические,
пусковые и другие конденсаторы.
 Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники.
 Конденсаторы используются для построения различных цепей с частотнозависимыми свойствами, в частности, фильтров, цепей обратной связи,
колебательных контуров и т. п.
 При быстром разряде конденсатора можно получить импульс большой мощности,
например, в фотовспышках, и т. п.
 Так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно
использовать в качестве элемента памяти или устройства хранения электрической
энергии
и т. п.
 Обозначение конденсаторов на схемах
В России условные графические обозначения конденсаторов на схемах должны
соответствовать ГОСТ 2.728-74[2] либо международному стандарту IEEE 315-1975:
 Обозначение
по ГОСТ 2.728-74
 Описание
Конденсатор
постоянной ёмкости
Поляризованный
конденсатор
Подстроечный
конденсатор переменной
ёмкости
- При быстром разряде конденсатора можно получить импульс большой мощности,
например, в фотовспышках при фотографировании.
Демонстрация.
Принцип работы мгновенного фотоаппарата, получение снимка.
- Благодаря фотографии многие интересные сюжеты из жизни человека можно хранить
длительное время. Выставку фотографий мы посвятили 63 годовщине Победы в Великой
Отечественной войне 1941-1945 гг.
Просмотр слайд – фильма, сопровождаемый чтением стихотворения учащегося.
Ты пойди по стороне – в каждом доме
Или в красном углу, или в старом семейном альбоме
Ты увидишь портреты хозяев в пилотках и касках.
Ты увидишь людей в гимнастерках солдатских.
Кто под Нарвой иль Псковом, а кто под Москвой сражался.
Кто увидел победу, а кто не дожил, не дождался.
Все эти люди, что с разных глядят фотографий,
Наши деды и наши отцы.
Это сплав боевых биографий.
- Как происходит зарядка конденсатора, затем его разрядка при превращении электрической энергии
в световую, мы посмотрим в сюжете «Открытая физика».
Проделаем виртуальную лабораторную работу.
Ваша задача:
а) собрать электрическую цепь, состоящую из источника питания, конденсатора, электрической
лампочки, ключей, электрических соединительных проводов;
б) от источника питания 4 В зарядить конденсатор;
в) использовать конденсатор как самостоятельный источник тока для того, чтобы электрическая
лампочка горела.
Вопросы:
1) Как осуществлялся процесс горения лампочки?
2) Какое напряжение получила электрическая лампочка в начале разрядки конденсатора?
3) какое напряжение имели конденсатор и лампочка в конце работы?
5. Закрепление знаний учащихся.
 Учащимся раздаются по одному комплекту конденсаторов на парту. За две минуты, чтобы
они рассмотрели устройство конденсаторов и переписали в тетрадь величины их емкости и
рабочего напряжения.
 Перед вами конденсатор переменной емкости. Расположите пластины конденсатора так,
чтобы электроемкость была максимальной, минимальной, уменьшилась вдвое.
Определите общую электроемкость, если С1 = С2 = 4мкФ при параллельном и последовательном
соединении конденсаторов. (8 мкФ, 2 мкФ)
 Задачи:
- В распоряжении радиолюбителя имеются 2 конденсатора. Как нужно их соединить, чтобы удвоить,
уменьшить в 2 раза электрическую емкость?
- Определите электроемкость конденсатора, если заряд на одной из обкладок конденсатора равна 1,2
10-5 Кл, а напряжение в цепи равно 12 В. (1 мкФ)
 Вопросы:
- Что называют электрической емкостью?
- Чему равна емкость плоского конденсатора?
- Что такое конденсатор?
- С какими видами конденсаторов вы познакомились?
- Определите емкость на раздаточных конденсаторах.
6. Подведение итогов урока.
- Еще раз прочитайте слова Конфуция и скажите, какой из путей приобретения знаний для вас самый
приемлемый? /Дети отвечают по-разному/
- Не важно, каким путем человек получает знания, каждый индивидуален, важен результат.
Результат нашего урока - ваши приобретенные знания по теме: «Электроемкость, конденсаторы», и
конечно заслуженные оценки. (Выставление оценок)
7. Домашнее задание
п. 65-66 (повторить), п.67, упр. 295, 305.
В опорных конспектах дети отмечают свой эмоциональный настрой в конце урока.
При выставлении оценки обращаю внимание на заполнение опорного конспекта, оцениваю умение
выделять учащимися главного из многого.




















Самоанализ урока
Преподавание физики в 10 классе веду по учебнику С. В. Громова.
В 10 классе 100% успеваемость. Качество знаний 66,6%. 4 девочки и 2 мальчика. Ребята
активны, любят решать задачи, особенно качественные. Им интересно знать о жизни и
деятельности ученых – физиков, Бралиев Азамат выступает ассистентом при проведении
демонстративных опытов, если это допустимо по ТБ. Самостоятельно подготовят сообщение
по физике на заданную тематику, оформят в виде презентации, слайд - фильма в программе
Nero. Данный класс участвовал в конкурсе «Лучший ученический класс» в районе и победил
в номинации «Лучший физический класс»
Данный урок был проведен после изучения темы «Диэлектрики и проводники в
электростатическом поле». Изучение электростатики завершается знакомством учащихся с
элементами теории конденсатора, с его устройством, применением. При изучении этого
прибора учащиеся встречаются со всеми важнейшими понятиями электростатики. Поэтому
само изучение конденсаторов дает возможность повторить все содержание главы (останется 1
урок «Энергия конденсатора)
Тип урока - комбинированный. Этот тип урока был выбран для того, чтобы активизировать
познавательную деятельность учащихся, самостоятельность при выполнении виртуальной
лабораторной работы и при решении задач на закрепление нового материала
Считаю, что мне удалось реализовать цели урока, которые я поставила. Можно поспорить об
объеме информации на уроке, большой объем, даже не весь материал отражен в учебнике.
Подбор материала осуществлялся мной с учетом уровня подготовленности класса. На уроке
глубоко изучена данная тема.
Учащиеся к уроку подготовились добросовестно. Подготовили сообщения, слайд – фильм.
Все этапы урока взаимосвязаны
Урок соответствует требованиям программы.
Выбранная система вопросов и задач предусматривает постепенное нарастание сложности
заданий и самостоятельности в их выполнении.
На уроке учащимися выполняли следующие виды работ: формулировка определений
понятий; сообщения, дополняющие изучаемый материал; решение задач; выполнении
виртуальной лабораторной; заполнение опорного конспекта, позволяющего формировать
умение выделять учащимися главного из многого.
В ходе урока уроке стремилась вовлечь 10-ов в дискуссию, где они в конце урока смогли
высказать свою точку зрения по вопросу: Какой из путей приобретения знаний для вас самый
приемлемый?
Время на уроке использовано рационально. Большая часть его была отведена работе по
изучение нового материала.
Микроклимат на уроке хороший.
Осуществлялась связь: учитель-ученик, ученик-учитель.
Контакт учителя с учениками был установлен.
Работа во время урока шла без принуждения. Проведение опытов позволило учащимся
самостоятельно вывести формулы и дать определение электроемкости.
Время урока распределила точно, поэтому все, что было намечено, было выполнено.
Осуществлялись межпредметные связи (история, химия).
Одним из условий проведения данного урока – включение в урок тематики, посвященной 63
годовщине Победы в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг. Воспитательный момент
включен, как я думаю, лаконично, рассматривая применение конденсаторов.
Домашнее задание связано с данным уроком и позволит закрепить знании, полученные на
этом уроке.