ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΥΝ ΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΩΝ Λογισµικό: PhET ιάρκεια : 2 διδακτικές ώρες Στόχος : Μετρήσεις τάσεων / εντάσεων του ηλεκτρικού ρεύµατος σε κύκλωµα µε παραπάνω από µια αντιστάσεις και εύρεση του ισοδύναµου κυκλώµατος Κουρτίδου Ε. Μαθητής µαθήτρια Ηµεροµηνία :...τµήµα... Οδηγίες: Ανοίγουµε το PhET : Έναρξη προγράµµατα PhET εργαλεία κατασκευής κυκλωµάτων µόνο DC εξιά στην οθόνη σας επιλέξτε τις ρυθµίσεις : σχηµατικό κύκλωµα / αµπερόµετρο / µέγεθος: µέτριο / εµφάνιση: αντίσταση καλωδίου : σχεδόν µηδέν, απόκρυψη ηλεκτρονίων Στο µπλε φόντο της οθόνης σας υπάρχει µια εργαλειοθήκη. Με πατηµένο αριστερό κλικ στα εικονίδια τα µεταφέρω στην επιφάνεια εργασίας και τα ενώνω µεταξύ τους άκρο µε άκρο πατηµένο αριστερό κλικ πάνω στο άκρο του καλωδίου και σέρνοντας αυξάνουµε το µήκος του δεξί κλικ πάνω στα σώµατα της εργαλειοθήκης που ήδη βρίσκονται στην επιφάνεια εργασίας, αλλάζουµε τα στοιχεία τους ή τα αφαιρούµε ιακοπή προσοµοίωσης : πατάµε διακοπή Έναρξη προσοµοίωσης : πατάµε Αναπαραγωγή Προβολή προσοµοίωσης βήµα βήµα πατάµε :βήµα Αν η προσοµοίωση σας δεν τρέχει προσέξτε µήπως δεν ενώσατε σωστά τα καλώδια ΣΥΝ ΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΑΝΤΙΣΤΑΤΩΝ ΣΕ ΣΕΙΡΑ ΒΗΜΑ 1 ΒΗΜΑ 1 Πραγµατοποιήστε το κύκλωµα του σχήµατος χωρίς να κλείσετε το διακόπτη : ( Στο πλαίσιο που σας δίνεται να σχεδιάσετε το συµβολικό κύκλωµα)
ΒΗΜΑ 2 ΠΡΟΒΛΕΨΗ Α)Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος στους δυο αντιστάτες είναι : (ι) ίδια (ιι)διαφορετική γιατί εξαρτάται από την τιµή της κάθε µιας Β) Εξήγησε µε λίγα λόγια την πρόβλεψή σου... Β) Η τάση στα άκρα των δυο αντιστατών είναι : (ιι) Εξήγησε µε λίγα λόγια την πρόβλεψή σου... ΒΗΜΑ 3 Κλείστε το διακόπτη. Μεταβάλλοντας την τάση της πηγής- µπαταρίας ( εξί κλικ :αλλαγή τάσης πληκτρολογήστε την τιµή που θέλετε έτοιµο) και συµπληρώστε τον παρακάτω πίνακα χρησιµοποιώντας τις ενδείξεις του αµπεροµέτρου και του βολτοµέτρου που θα χρησιµοποιήσετε. ( Να χρησιµοποιήσετε όσα αµπερόµετρα θέλετε ) Τάση στα άκρα της πηγής V ολ ( Volt) 20 16 12 8 4 0 Τάση V 1 στα άκρα της R 1 (V) Τάση V 2 στα άκρα της R 2 (V) Ένταση ηλεκτρικού ρεύµατος που διαρρέει την πηγή I ολ (A) Ένταση ηλεκτρικού ρεύµατος που διαρρέει τον αντιστάτη R1 I 1 (A) Ένταση ηλεκτρικού ρεύµατος που διαρρέει τον αντιστάτη R2 I 2 (A)
ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΠΡΟΒΛΕΨΕΩΝ (Ι) Είχες προβλέψει ότι : Α)Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος στους δυο αντιστάτες είναι : Β) Τα πειραµατικά δεδοµένα σου έδειξαν ότι : Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος στους δυο αντιστάτες είναι : Αν η πρόβλεψη σου δεν συµφωνεί µε τα αποτελέσµατα στο πείραµα,εξήγησε µε λίγα λόγια το λάθος που έκανες (ΙΙ) Είχες προβλέψει ότι : Η τάση στα άκρα των δυο αντιστατών είναι : (ι) ίδια (ιι)διαφορετική, εξαρτάται από την τιµή της κάθε µιας Τα πειραµατικά δεδοµένα σου έδειξαν ότι : Η τάση στα άκρα των δυο αντιστατών είναι : Αν η πρόβλεψη σου δεν συµφωνεί µε τα αποτελέσµατα στο πείραµα,εξήγησε µε λίγα λόγια το λάθος που έκανες ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ : Γράψε τη σχέση που συνδέει την ένταση του ρεύµατος που διαρρέει την πηγή (I ολ ) µε την ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος που διαρρέει τον κάθε αντιστάτη (I 1, I 2 ) που είναι συνδεδεµένος στη σειρά µε την πηγή. Γράψε τη σχέση που συνδέει την τάση στα άκρα της πηγής (V ολ ), και την τάση στα άκρα του κάθε αντιστάτη (V1, V2 ) που είναι συνδεδεµένος στη σειρά µε την πηγή. Αν έπρεπε να αντικαταστήσετε το πρώτο κύκλωµα που σας δόθηκε µε ένα άλλο που η πηγή να έχει την ίδια τάση(vολ ) και το ρεύµα που το διαρρέει την πηγή να είναι το ίδιο µε το ηλεκτρικό ρεύµα που διέρρεε την πηγή (Ιολ) στην αρχή ποια θα ήταν η αντίσταση (Rol) που θα χρησιµοποιούσατε; Προσπαθήστε να βρείτε ποια είναι η σχέση της που βρήκατε µε την τιµή των αντιστάσεων που θα αντικαταστήσετε.( σχέση µεταξύ των Rολ, R1, R2)
Μπορείς να προβλέψεις τι θα συµβεί στην ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος αν συνδέσεις τρεις αντιστάτες σε σειρά (ι) θα αυξηθεί (ιι) θα µειωθεί (ιιι) θα µείνει ίδια ικαιολόγησε την πρόβλεψή σου Πραγµατοποιήστε ένα κύκλωµα µε τρεις αντιστάτες σε σειρά και γράψτε τα αποτελέσµατα σας στον πίνακα που ακολουθεί: ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΣΥΝ ΕΣΗ ΑΝΤΙΣΤΑΤΩΝ ΒΗΜΑ 1 ΒΗΜΑ 1 Πραγµατοποιήστε το κύκλωµα του σχήµατος: ( Στο πλαίσιο που σας δίνεται να σχεδιάσετε το συµβολικό κύκλωµα) ΒΗΜΑ 2 1,1ΠΡΟΒΛΕΨΗ Α)Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος στους δυο αντιστάτες είναι : (ι) ίδια (ιι)διαφορετική γιατί εξαρτάται από την τιµή της κάθε µιας Εξήγησε µε λίγα λόγια την πρόβλεψή σου
... Β) Η τάση στα άκρα των δυο αντιστατών είναι : Εξήγησε µε λίγα λόγια την πρόβλεψή σου... ΒΗΜΑ 3 Μεταβάλλοντας την τάση της πηγής- µπαταρίας ( εξί κλικ :αλλαγή τάσης πληκτρολογήστε την τιµή που θέλετε έτοιµο) και συµπληρώστε τον παρακάτω πίνακα χρησιµοποιώντας τις ενδείξεις του αµπεροµέτρου και του βολτοµέτρου που θα χρησιµοποιήσετε. Τάση στα άκρα της πηγής V ολ ( Volt) 20 16 12 8 4 0 Τάση V1 στα άκρα της R 1 (V) Τάση V2 στα άκρα της R 2 (V) Ένταση ηλεκτρικού ρεύµατος που διαρρέει την πηγή I ολ (A) Ένταση ηλεκτρικού ρεύµατος που διαρρέει τον αντιστάτη R1 I 1 (A) Ένταση ηλεκτρικού ρεύµατος που διαρρέει τον αντιστάτη R2 I 2 (A) ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΠΡΟΒΛΕΨΕΩΝ (Ι) Είχες προβλέψει ότι : Α)Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος στους δυο αντιστάτες είναι : (ι) ίδια (ιι)διαφορετική, εξαρτάται από την τιµή της κάθε µιας Β) Τα πειραµατικά δεδοµένα σου έδειξαν ότι : Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος στους δυο αντιστάτες είναι : Αν η πρόβλεψη σου δεν συµφωνεί µε τα αποτελέσµατα στο πείραµα,εξήγησε µε λίγα λόγια το λάθος που έκανες (ΙΙ) Είχες προβλέψει ότι : Η τάση στα άκρα των δυο αντιστατών είναι : (ι) ίδια (ιι)διαφορετική, εξαρτάται από την τιµή της κάθε µιας Τα πειραµατικά δεδοµένα σου έδειξαν ότι :
Η τάση στα άκρα των δυο αντιστατών είναι : Αν η πρόβλεψη σου δεν συµφωνεί µε τα αποτελέσµατα στο πείραµα,εξήγησε µε λίγα λόγια το λάθος που έκανες ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ : Γράψε τη σχέση που συνδέει την ένταση του ρεύµατος που διαρρέει την πηγή (I ολ ) µε την ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος που διαρρέει τον κάθε αντιστάτη (I 1, I 2 ) που είναι συνδεδεµένος στη παράλληλα µε την πηγή; Γράψε τη σχέση που συνδέει την τάση στα άκρα της πηγής (V ολ ), και την τάση στα άκρα του κάθε αντιστάτη (V1, V2 ) που είναι συνδεδεµένος παράλληλα µε την πηγή. Μπορείς να προβλέψεις τι θα συµβεί στην ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος αν συνδέσεις τρεις αντιστάτες παράλληλα ; (ι) θα αυξηθεί (ιι) θα µειωθεί (ιιι) θα µείνει ίδια ικαιολόγησε την πρόβλεψή σου Αν έπρεπε να αντικαταστήσετε το πρώτο κύκλωµα που σας δόθηκε µε ένα άλλο που η πηγή να έχει την ίδια τάση και το ρεύµα που το διαρρέει την πηγή να είναι το ίδιο µε το ηλεκτρικό ρεύµα που διέρρεε την πηγή στην αρχή ποια θα ήταν η αντίσταση που θα χρησιµοποιούσατε; Πραγµατοποιήστε ένα κύκλωµα µε τρεις αντιστάτες παράλληλα και γράψτε τα αποτελέσµατα σας στον πίνακα που ακολουθεί: Προσπαθήστε να βρείτε ποια είναι η σχέση της που βρήκατε µε την τιµή των αντιστάσεων που θα αντικαταστήσετε.
Χρησιµοποιώντας τις τιµές του πίνακα σχεδιάστε τη γραφική παράσταση τάσης έντασης Ποιο συµπέρασµα βγάζετε για τη σχέση των µεγεθών τάση ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος; Συγκρίνετε το λόγο V/I µε την τιµή του αντιστάτη που χρησιµοποιήσατε. ΒΗΜΑ 2 Στο κύκλωµα που φτιάξατε επιλέξτε αντιστάτη R= 10Ω Μεταβάλλοντας την τάση της πηγής- µπαταρίας ( δεξί κλικ αλλαγή τάσης πληκτρολογήστε την τιµή που θέλετε) και συµπληρώστε τον παρακάτω πίνακα χρησιµοποιώντας τις ενδείξεις του αµπεροµέτρου Ποια τιµή περιµένετε να έχει ο λόγος V/I;.. V δ Τάση V( Volt) 20 16 12 8 4 0 Ένταση I (A) Πηλίκο V/I Χρησιµοποιώντας τις τιµές του πίνακα σχεδιάστε τη γραφική παράσταση τάσης έντασης
Ποιο συµπέρασµα βγάζετε για τη σχέση των µεγεθών τάση ένταση του ηλεκτρικού ρεύµατος; Συγκρίνετε το λόγο V/I µε την τιµή του αντιστάτη που χρησιµοποιήσατε. ΒΗΜΑ 4 Συγκρίνετε το λόγο V/I της δεύτερης δραστηριότητας µε το λόγο V/I της πρώτης δραστηριότητας.γιατί χρησιµοποιώντας τις ίδιες τιµές τάσης οι αντίστοιχες τιµές της έντασης του ρεύµατος αλλάζουν;... Αν βάζατε έναν αντιστάτη άγνωστης τιµής στο κύκλωµα σας θα µπορούσατε να υπολογίσετε την τιµή του χρησιµοποιώντας την µπαταρία και το αµπερόµετρο που έχετε συνδεδεµένο; Μπορείτε να συνδέσετε µε µια εξίσωση τα µεγέθη V, R, I ; Παρατηρήστε την αλλαγή στην ταχύτητα µε την οποία κινούνται τα ηλεκτρόνια µέσα στα καλώδια (άρα και αλλαγή στην κινητική ενέργεια που έχουν ) όταν αλλάζουµε την τάση της µπαταρίας. Προσπαθήστε να ξαναθυµηθείτε τον ορισµό της τάσης 3 Ο Γυµνάσιο Ξάνθης / Κουρτίδου Ελένη