Работа напряжения: Работа и мощность тока — урок. Физика, 8 класс.

2.3. Электрическое напряжение. Работа и мощность электрического тока. Тепловое действие тока — ЗФТШ, МФТИ

В электрической цепи, подключённой к источнику, возникают электрические силы, действующие на носители зарядов и приводящие их в движение. Пусть под действием электрической силы `F` частица, несущая заряд `q`, переместилась вдоль проводника из точки `1` в точку `2`, а сила `F` совершила над заряженной частицей работу `A_(12)`. Отношение работы `A_(12)` электрической силы над зарядом `q` при перемещении его из точки `1` в точку `2` к самому заряду $$ q$$ называют электрическим напряжением между точками `1` и `2`:

Единицей измерения напряжения в СИ является вольт (В).

За один вольт принимается напряжение на концах проводника, при котором работа сил электрического поля по перемещению через этот проводник заряда в один кулон равна одному джоулю.

Эта единица  названа в честь итальянского физика А. Вольта, который в 1800 г. изобрёл электрическую батарею и впервые получил с её помощью постоянный ток, устойчиво поддерживавшийся в электрической цепи. Это открытие ознаменовало начало новой эпохи, полностью преобразившей нашу цивилизацию: современная жизнь немыслима без использования электрического тока.

В соотношении (3) индексы `1` и `2` можно опустить, если помнить, что `1` – это точка «старта», `2` – точка «финиша».

Зная напряжение `U` на концах проводника и силу тока `I`, текущего в проводнике в течение времени `t` постоянного тока, вычислим заряд `q=I*t`, который протечёт за указанное время по проводнику. Тогда за это время силы электрического поля в проводнике совершат работу

Это позволяет судить о скорости совершения работы электрическими силами, т. е. о мощности, развиваемой силами электрического поля. Из (4) следует, что в проводнике, напряжение на концах которого равно `U`, а сила тока `I`, силы электрического поля в единицу времени совершают работу

Напомним, что единицей измерения мощности в СИ служит ватт (Вт).

Очень часто работу и мощность электрических сил называют соответственно работой и мощностью электрического тока, тем самым подчёркивают, что это работа по поддержанию электрического тока в цепи.

Работа электрического тока может идти на изменение механической и внутренней энергий проводника. Например, в результате протекания электрического тока через электродвигатель его ротор (подвижная часть, способная вращаться, в отличие от статора) раскручивается. При этом большая часть работы электрических сил идёт на увеличение механической энергии ротора, а также других тел, с которыми ротор связан теми или иными механизмами. Другая часть работы электрического тока (в современных электродвигателях один – два процента) идёт на изменение внутренней энергии обмоток двигателя, что приводит к их нагреванию (обмотка электродвигателя представляет собой катушку, изготовленную обычно из меди, с большим числом витков).

Обсудим тепловое действие электрического тока более подробно. Из опыта известно, что электрический ток нагревает проводник. Объясняется это явление тем, что свободные электроны в металлах, перемещаясь под действием сил электрического поля, взаимодействуют с ионами вещества и передают им свою энергию. В результате увеличивается энергия колебаний ионов в проводнике, его температура растёт, при этом говорят, что в проводнике за некоторое время `t` выделяется количество теплоты `Q_(“тепл”)`. Если проводник с током неподвижен и величина тока постоянна, то работа электрических сил идёт на изменение внутренней энергии проводника. По закону сохранения энергии это количество равно работе сил электрического поля (4) в проводнике за то же самое время,      т. е.

Отсюда мощность `P` тепловыделения, т. е. количество теплоты, выделяющейся в единицу времени на участке цепи, где напряжение равно `U`, а сила тока равна `I` составляет

техники расслабления, напряжения, работы с весом, импульсами. Готовые комбинации и пример урока

Вы узнаете

Как ввести учеников в техники современного танца? Как грамотно объяснить им основы, чтобы потом можно было двигаться дальше и усложнять материал?

Как выстраивать уроки и разнообразить упражнения и комбинации, чтобы и технику отрабатывать, и ученики не теряли желание заниматься, по 100 раз повторяя одно и то же?

Решить эти задачи вам поможет курс Елены Коротаевой по основам contemporary. Материал разбит на шесть уроков, общая длительность видео — почти шесть с половиной часов.

Первый урок — техники release (расслабления)

Выполняя привычную партерную гимнастику, ученики уже привыкли полностью напрягать всё тело и контролировать его.

В этом уроке Елена Коротаева расскажет, как научить исполнителей расслаблять мышцы и работать с перемещением веса тела и инерцией в движении.

В этом уроке вы разберёте:

• разогрев на месте, знакомство с roll down и roll up;

• разминку в продвижении и работу с перемещением веса тела;

• кроссовые комбинации;

• технику и виды перекатов, основы работы в партере;

• комбинации на середине зала.

Вы научите детей не только расслабляться, но и напрягать только те мышцы, которые необходимы в данный момент. На основе изученного материала сможете самостоятельно создавать упражнения и комбинации.

Второй урок — техники напряжения, силовые упражнения

Как ввести силовые упражнения в занятия, чтобы этот процесс был эффективным и интересным для учеников?

Разнообразные упражнения с прыжками и поворотами, работа в партере со всевозможными перекатами — такой материал точно понравится воспитанникам!

В этом уроке вы найдёте:

• разминку в перемещении;

• кроссовые комбинации для укрепления мышц пресса, плечевого пояса и рук;

• комбинации с использованием перекатов и сменой уровней;

• упражнения и игры на взаимодействии с партнёром.

В результате вы сможете не только укрепить все группы мышц ваших воспитанников, но также развить координацию и ориентацию в пространстве — и замотивировать их к занятиям.

Третий урок — техники работы с собственным весом

В современном танце присутствует большое количество работы в партере и различных падений. А ученики зачастую боятся падать на пол.

Как помочь им преодолеть страх и научить технике падений?

В этом уроке — различные упражнения и учебные комбинации с использованием техник на работу с собственным весом — потерю, нахождение и смещение веса:

• на месте и в перемещении,

• в различных уровнях и скоростях.

На примере танцевальной комбинации вы рассмотрите, как грамотно и безопасно отдавать и принимать вес и как страховать напарника.

В результате вы сможете:

• научить воспитанников не бояться падать и быстро уходить в партер, доверять партнёру при работе в парах;

• познакомить учеников с принципами работы с переносом собственного веса;

• использовать изученные приёмы в комбинациях и постановках.

Четвёртый урок — движение от импульса

Как научить воспитанников работать с импульсами в теле и импровизировать?

В этом уроке Елена Коротаева поделится методикой введения учеников в технику движения от импульса. Вы узнаете: 

• какие базовые упражнения использовать;

• почему стоит начать с работы в парах и группах;

• как сделать простые комбинации интересными для исполнителей.

Кроме того, вы разберёте две комбинации на основе движения swing и на конкретном примере рассмотрите, как из обычной комбинации на plie сделать интересную кроссовую танцевальную комбинацию.

Пятый и шестой уроки — примеры готовых уроков по современному танцу

Здесь есть все необходимые составляющие для обучения воспитанников от 7 лет и даже взрослых, начинающих осваивать contemporary:

• разминка на основе броуновского движения с наслоением задач;

• комбинации для разогрева тела;

• комбинации на plie, battement tendu, battement jete, grand battement;

• кроссы для изучения и отработки базовых элементов;

• знакомство с техникой fall;

• прыжки;

• работа в партере для освоения техники расслабления, а также для укрепления мышц кора;

• танцевальные комбинации.

Елена даёт как базовые упражнения, так и усложненные варианты комбинаций. В результате вы сможете не только отработать необходимую технику, но и дать ученикам «потанцевать» даже на самом начальном этапе, когда у них ещё нет постановок.

В дополнение эксперт поделится своим опытом выстраивания структуры уроков по современному танцу. А материала в этих уроках столько, что вы сможете составить программу на полгода-год вперёд))

В целом курс отлично подойдет для педагогов, работающих с учениками от 7 лет (фрагментарно — даже от 5 лет) и с начинающими взрослыми, осваивающими техники современного танца в профессиональных и любительских хореографических коллективах.

Кто эксперт? 

Елена Коротаева

Танцовщица, хореограф, балетмейстер. Старший преподаватель Гуманитарного университета (Екатеринбург). Директор Всероссийского фестиваля-конкурса «Контур» и Международного танцевального чемпионата «Уральский бум». Креативный директор школы танцев «Privilege».

Работа, выполненная электрическим полем

Корпус постоянного электрического поле, как между заряженными параллельными пластинчатые проводники, хороший пример отношения между работой и напряжение. Электрическое поле по определению сила на единицу заряда, так что умножение поля на расстояние между пластинами дает работу на единицу заряда, которая по определению является изменением напряжения. Эта ассоциация напоминает о многих часто используемых связях: Более общий случай

Индекс Концепции напряжения Концепции электрического поля

Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица 08 Вернуться Изменение напряжения определяется как работа, совершаемая на единицу заряда против электрического поля. В случае постоянного электрического поля, когда движение направлено против поля, это можно записать как . Если пройденное расстояние d не соответствует направлению электрического поля, выражение работы включает скалярное произведение: В более общем случае, когда электрическое поле и угол могут изменяться, выражение должно быть обобщено до линейного интеграла: Подробнее о переменном поле Индекс Понятия электрического поля Понятия напряжения   Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица 08 Назад Изменение напряжения определяется как работа, совершаемая на единицу заряда, поэтому в общем случае его можно рассчитать по электрическому полю путем расчета работы, совершаемой против электрического поля. Работа на единицу заряда, совершаемая электрическим полем на бесконечно малой длине пути ds задается скалярным произведением Тогда работа, совершаемая против поля на единицу заряда при перемещении из точки A в точку B , определяется линейным интегралом: Индекс Концепции электрического поля Концепции напряжения   Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица Назад Как работает напряжение – Основы схемы В статье Что такое электричество? мы обсуждали, что электричество можно определить как поток заряда. Но чтобы понять электричество более подробно, нам нужно обсудить понятия напряжения , тока и сопротивления . Эти три свойства являются строительными блоками того, как мы моделируем и описываем электричество. В этой статье мы сосредоточимся на концепции напряжение . Напряжение — это сила, которая заставляет течь заряды. Напряжение также известно как электродвижущая сила или ЭДС. Это разность потенциалов между двумя терминалами, где на одном терминале собрано больше электронов, чем на другом терминале. Напряжение измеряется в вольтах (В), производной единице измерения электрического потенциала. Он назван в честь итальянского физика Алессандро Вольта, который изобрел первую химическую батарею, известную как гальваническая батарея в 179 г.9: Вольтова свая Вольтова свая Вольтова свая состоит из трех различных типов дисков: один из цинка, один из меди и один из кожи, пропитанной кислотой. Кислота в коже лишает атомы цинка двух валентных электронов. Атомам цинка теперь не хватает двух электронов, поэтому они «крадут» два валентных электрона у меди. В результате на цинковых пластинах появляется много лишних электронов, а на медных — много недостающих электронов. Это пример накопленной электрической потенциальной энергии. Разница в потенциальной электрической энергии между цинковыми и медными пластинами называется напряжением. Если два конца башни соединить, электроны могут течь от цинковых пластин к медным пластинам, что создает явление электричества, поток заряда. Определение напряжения Напряжение определяется как потенциальная энергия на один заряд: Где V — напряжение, E — разность потенциальной энергии в джоулях, а Q — заряд в кулонах. С помощью этого уравнения напряжение связано с зарядом и потенциальной энергией. И, следовательно, 1 вольт эквивалентен 1 джоулю на кулон заряда. Последовательные и параллельные цепи Существует два типа цепей, в которых напряжение ведет себя по-разному: последовательные и параллельные цепи. Это схема последовательной цепи: Последовательная цепь Последовательная цепь состоит из компонентов, соединенных в один путь, что дает электричеству только один путь. В этой цепи напряжение рассеивается пропорционально сопротивлению каждой нагрузки/компонента. Сопротивления компонентов складываются, и общее падение напряжения должно быть эквивалентно ЭДС источника питания. Это схема параллельной цепи: Параллельная цепь Параллельная цепь состоит из компонентов, которые соединены несколькими путями. В этой цепи напряжение постоянно на каждом пути, тогда как сопротивление рассчитывается по следующему уравнению: Мы предполагаем, что полное падение напряжения в цепи эквивалентно ЭДС источника питания. Разность потенциалов между положительной и отрицательной клеммами всегда должна быть равна разности потенциалов батареи, поскольку предполагается, что отрицательная клемма находится на уровне 0 В, иначе известном как 9.0149 земля (земля). Аккумуляторы делятся на две основные категории — по выходному напряжению и по емкости. Емкость аккумулятора обычно измеряется в ампер-часов (Ач). Ампер-час — это максимальное количество тока, которое батарея может отдать за один час. Например, аккумулятор емкостью 12 Ач может обеспечить ток 12 А в течение 1 часа. Большинство небольших аккумуляторов имеют небольшую емкость, поэтому их ампер-часы указаны в миллиампер-часах (мАч). Один ампер-час равен 1000 миллиампер-часам. Конфигурации батарей Батареи могут быть подключены последовательно или параллельно, и их напряжение и емкость будут различаться в зависимости от того, как они подключены. В последовательной конфигурации емкость остается неизменной, но напряжения двух батарей складываются. В соответствии с уравнением E = QV полная потенциальная энергия системы удвоилась. Но так как емкость аккумуляторов остается прежней, эта конфигурация способна поставлять в два раза больше энергии, но на те же ампер-часы. В параллельной конфигурации напряжение остается прежним, а емкости аккумуляторов складываются. Однако мы знаем, что энергия этой системы вдвое больше, чем у одной батареи. Таким образом, эта конфигурация позволяет батарее подавать в два раза больше тока за то же время. Измерение напряжения Падение напряжения — это уменьшение электрического потенциала на пути тока, протекающего в электрической цепи. Чем больше сопротивление компонента, тем больше падение напряжения на его клеммах. Когда ток встречает сопротивление, электрическая потенциальная энергия теряется, поскольку она преобразуется в другую форму энергии для совершения работы. Например, в резисторах электрическая потенциальная энергия преобразуется в тепловую энергию. Мы можем измерить эту разность потенциалов, подключив вольтметр или мультиметр в параллельной конфигурации следующим образом: Для измерения напряжения в более сложных цепях мы можем использовать правило делителя напряжения. Это правило применяется только к последовательным цепям, которые имеют более одной нагрузки/компонента. Подключите вольтметр или мультиметр к отдельным компонентам цепи, как показано ниже. Выходное напряжение (Vout) пропорционально отношению сопротивления нагрузки к общему сопротивлению цепи. В этом случае выходное напряжение рассчитывается следующим образом: Интересные области применения напряжения Электричество играет важную роль в нашей повседневной жизни, и многие из нас знакомы с его применением. Однако, чтобы еще больше проиллюстрировать концепцию напряжения, есть два применения электричества, о которых вы, возможно, не слышали. Плитки Пельтье Плитки Пельтье — это плитки, работающие с использованием эффекта Пельтье. При приложении напряжения к аноду и катоду плитки с одной стороны плитки может наблюдаться эффект нагрева, а с другой стороны – эффект охлаждения. Разность потенциалов в электричестве способна создать аналогичную разность потенциалов в температуре. Чем больше напряжение, тем больше разница температур между двумя сторонами плитки. Еще одна интересная особенность плитки Пельтье заключается в том, что эффект обратим. Если одна сторона плитки подвергается воздействию источника горячей температуры, а другая – источнику холодной температуры, возникает напряжение. Больше новостей Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт