VY_52_INOVACE_2NOV70 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: Zapojení rezistorů výsledný odpor Metodický list: Žáci změří výsledný elektrický odpor dvou sériově a dvou paralelně zapojených rezistorů a naměřené hodnoty porovnají s hodnotami vypočítanými podle vzorců. Laboratorní práce odpovídá jedné vyučovací hodině. Žáci pracují ve skupinách po dvou. Použité pomůcky tvoří školní zdroj stejnosměrného elektrického napětí, sada vodičů, spínač, dva rezistory a 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 Ohmův zákon, vzorce pro výpočet výsledného odporu dvou sériově a dvou paralelně zapojených rezistorů a navrhnou schémata zapojení obvodů pro měření elektrického odporu jediného rezistoru, dvou rezistorů zapojených sériově i dvou rezistorů zapojených paralelně. Před započetím práce vyučující zkontroluje žáky navržená schémata elektrických obvodů a případné chyby opraví. Pracovní postup: Nejprve žáci podle jimi navrženého schématu zapojí elektrický obvod sloužící k měření elektrického odporu jediného rezistoru, změří elektrické napětí na svorkách rezistoru a elektrický proud protékající rezistorem. Z naměřených hodnot pak vypočítají elektrický odpor rezistoru. Stejné měření provedou také s druhým rezistorem. Pak zapojí elektrický obvod sloužící k měření výsledného elektrického odporu dvou sériově zapojených rezistorů, opět změří elektrický proud i elektrické napětí a vypočítají výsledný elektrický odpor. Totéž zopakují také s dvěma paralelně zapojenými rezistory. S využitím naměřených elektrických odporů obou rezistorů a vzorců, které uvedli v přípravě, vypočítají žáci výsledné odpory sériového i paralelního zapojení obou rezistorů. Na závěr se žáci porovnají naměřené výsledné odpory s výslednými odpory vypočítanými podle obou vzorců. Veškerý obsah materiálu je vlastní tvorbou autora.
LABORATORNÍ PRÁCE Jméno: Třída: Škola: ZŠ Schulzovy sady Datum: Zadání: Ověřte platnost vztahu pro výpočet výsledného elektrického odporu dvou sériově a dvou paralelně zapojených rezistorů. Příprava: 1. Elektrický odpor vypočteme z naměřeného elektrického napětí a proudu pomocí Ohmova zákona podle vztahu: 2. Pro výpočet výsledného odporu dvou sériově zapojených rezistorů platí vztah: 3. Pro výpočet výsledného odporu dvou paralelně zapojených rezistorů platí vztah: 4. Zakreslete schéma elektrického obvodu, pomocí něhož změříte elektrický odpor rezistoru. 5. Zakreslete schéma elektrického obvodu, pomocí něhož změříte výsledný elektrický odpor dvou sériově zapojených rezistorů.
6. Zakreslete schéma elektrického obvodu, pomocí něhož změříte výsledný elektrický odpor dvou paralelně zapojených rezistorů. Pomůcky:... Provedení: Nejprve jsme obvod zapojili podle prvního schématu a postupně měřením zjistili elektrický odpor obou rezistorů. Poté jsme obvod zapojili podle druhého a třetího schématu a měřením zjistili výsledné odpory obou rezistorů zapojených sériově i paralelně. Tyto naměřené hodnoty jsme porovnali s hodnotami vypočtenými. Naměřené a vypočtené hodnoty: První rezistor: Druhý rezistor: U 1 = I 1 =.. R 1 = U 2 = I 2 =.. R 2 = Výsledný odpor sériově: U =. I =... R =. Výsledný odpor paralelně: U =.. I =... R =. Vypočtený výsledný odpor sériově: Vypočtený výsledný odpor paralelně: R =.. R =.. Závěr:
LABORATORNÍ PRÁCE Jméno: Třída: Škola: ZŠ Schulzovy sady Datum: Zadání: Ověřte platnost vztahu pro výpočet výsledného elektrického odporu dvou sériově a dvou paralelně zapojených rezistorů. Příprava: 1. Elektrický odpor vypočteme z naměřeného elektrického napětí a proudu pomocí Ohmova zákona podle vztahu: = 2. Pro výpočet výsledného odporu dvou sériově zapojených rezistorů platí vztah: = + 3. Pro výpočet výsledného odporu dvou paralelně zapojených rezistorů platí vztah: =. 4. Zakreslete schéma elektrického obvodu, pomocí něhož změříte elektrický odpor rezistoru. 5. Zakreslete schéma elektrického obvodu, pomocí něhož změříte výsledný elektrický odpor dvou sériově zapojených rezistorů.
6. Zakreslete schéma elektrického obvodu, pomocí něhož změříte výsledný elektrický odpor dvou paralelně zapojených rezistorů. Pomůcky: Školní zdroj elektrického napětí, sada vodičů, spínač, 2 rezistory, ampérmetr, voltmetr. Provedení: Nejprve jsme obvod zapojili podle prvního schématu a postupně měřením zjistili elektrický odpor obou rezistorů. Poté jsme obvod zapojili podle druhého a třetího schématu a měřením zjistili výsledné odpory obou rezistorů zapojených sériově i paralelně. Tyto naměřené hodnoty jsme porovnali s hodnotami vypočtenými. Naměřené a vypočtené hodnoty: První rezistor: U 1 = 11,3 V I 1 = 112 ma R 1 = 101 Ω Druhý rezistor: U 2 = 11,3 V I 2 = 217 ma R 2 = 52 Ω Výsledný odpor sériově: U = 11,5 V I = 74 ma R = 155 Ω Výsledný odpor paralelně: U = 11,2 V I = 320 ma R = 35 Ω Vypočtený výsledný odpor sériově: Vypočtený výsledný odpor paralelně: R = 153 Ω R = 34 Ω Závěr: Hodnoty naměřených výsledných elektrických odporů se přibližně shodují s hodnotami vypočítanými podle vzorců. Rozdíly jsou způsobeny odchylkami měření. Měření tedy potvrdilo platnost obou uvedených vzorců.