VY_52_INOVACE_2NOV64 Autor: Mgr. Jakub Novák Datum: 19. 3. 2013 Ročník: 8. a 9. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Fyzika Tematický okruh: Elektromagnetické a světelné děje Téma: Ohmův zákon Metodický list: Žáci provedou měření, kterým ověří platnost Ohmova zákona, tedy přímou úměrnost mezi elektrickým proudem procházejícím rezistorem a elektrickým napětím na jeho svorkách. Vyzkouší si také vytvoření grafu závislosti elektrického proudu na elektrickém napětí z naměřených hodnot obou veličin. Laboratorní práce odpovídá jedné nebo dvěma vyučovacím hodinám (podle toho, zda graf rýsují ručně, nebo vytváří na počítači). Žáci pracují ve skupinách po dvou. Použité pomůcky tvoří školní zdroj stejnosměrného elektrického napětí s možností nastavení velikosti napětí, sada vodičů, spínač, rezistor o odporu 100Ω, dva multifunkční měřicí přístroje. Výuka probíhá frontálně za dodržení všech bezpečnostních zásad podle přiloženého pracovního postupu. Žáci průběžně s pomocí vyučujícího vyplňují přiložený pracovní list, který odevzdají ke kontrole na konci. Nejprve si žáci v části zvané příprava připomenou znění Ohmova zákona. Pracovní postup: Žáci sami navrhnou schéma elektrického obvodu obsahující zdroj napětí, spínač, rezistor, voltmetr měřící napětí na svorkách rezistorů a ampérmetr měřící proud protékající rezistorem. Při této příležitosti s nimi může vyučující prodiskutovat obě možná zapojení, upozornit je na chyby v měření, které při nich vznikají, a vybrat vhodnější z nich. Po kontrole navržených schémat vyučujícím žáci obvody zapojí, nechají opět zkontrolovat a provedou měření tak, že vyučující postupně nastavuje různé hodnoty elektrického napětí školního zdroje a žáci při každém nastavení změří velikosti elektrického proudu protékajícího rezistorem a elektrického napětí na jeho svorkách. Naměřené hodnoty žáci zaznamenávají do tabulky v pracovním listu. Z hodnot v tabulce žáci vytvoří graf závislosti velikosti elektrického proudu na elektrickém napětí buď ručním narýsováním, nebo zpracováním v programu Excel. Na závěr se žáci s pomocí vyučujícího zhodnotí údaje v tabulce a tvar získané křivky grafu a rozhodnou, zda měření potvrdilo platnost Ohmova zákona. Veškerý obsah materiálu je vlastní tvorbou autora.
LABORATORNÍ PRÁCE Jméno: Třída: Škola: ZŠ Schulzovy sady Datum: Zadání: Ověřte platnost Ohmova zákona. Příprava: Ohmův zákon: Pomůcky:... Provedení: Zapojíme jednoduchý elektrický obvod obsahující zdroj el. napětí, spínač a rezistor. Do obvodu zapojíme ampérmetr a voltmetr. Postupně budeme měnit napětí zdroje a vždy změříme velikost tohoto napětí a velikost proudu. Naměřené hodnoty zaznamenáme do tabulky a vyneseme do grafu. Podle Ohmova zákona musí být při každém měření poměr U/I, tedy elektrický odpor R stejný. Body grafu by měly ležet na přímce procházející počátkem soustavy souřadnic. Schéma zapojení:
Naměřené hodnoty: číslo měření 1 U / V I / A U R = / Ω I 2 3 4 Graf: I/A U/V Závěr:
LABORATORNÍ PRÁCE Jméno: Třída: Škola: ZŠ Schulzovy sady Datum: Zadání: Ověřte platnost Ohmova zákona. Příprava: Ohmův zákon: Elektrický proud protékající kovovým vodičem je přímo úměrný elektrickému napětí mezi konci tohoto vodiče. = Pomůcky: Školní zdroj elektrického napětí, sada vodičů, spínač, rezistor, ampérmetr, voltmetr. Provedení: Zapojíme jednoduchý elektrický obvod obsahující zdroj el. napětí, spínač a rezistor. Do obvodu zapojíme ampérmetr a voltmetr. Postupně budeme měnit napětí zdroje a vždy změříme velikost tohoto napětí a velikost proudu. Naměřené hodnoty zaznamenáme do tabulky a vyneseme do grafu. Podle Ohmova zákona musí být při každém měření poměr U/I, tedy elektrický odpor R stejný. Body grafu by měly ležet na přímce procházející počátkem soustavy souřadnic. Schéma zapojení:
Naměřené hodnoty: číslo měření U / V I / A U R = / Ω I 1 2,85 0,028 102 2 5,65 0,055 103 3 8,78 0,086 102 4 11,2 0,110 102 Graf: I/A 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 0 2 4 6 8 10 12 U/V Závěr: Z tabulky vyplývá, že velikost elektrického proudu se měnila ve stejném poměru jako velikost elektrického napětí a graf vzájemné závislosti těchto veličin tvoří přímka procházející počátkem soustavy souřadnic. Můžeme tedy říci, že elektrický proud procházející rezistorem je přímo úměrný elektrickému napětí na svorkách rezistoru, což potvrzuje platnost Ohmova zákona.