ბათუმის სახელმწიფო საზღვაო...

2013/14 სასწ.წ. - (II სემესტრი) - საგანი „ფ ი ზ ი კ ა“

სტუდენტის სახელმძღვანელოდ!

დავალებები ლაბორატორიული სამუშაოების ჩასატარებლად

ყურადღებით წაიკითხეთ !!!

P.S. სტუდენტი, რომელსაც ხელთ არ ექნება კონკრეტული ლაბორატორიული ამოცანის ელექტრონული ვერსია, მეცადინეობაზე არ დაიშვება !

მოთხოვნები ლაბორატორიული სამუშაოს შესრულებაზე

(სილაბუსის მიხედვით):

ლაბორატორიული სამუშაო წარმოადგენს ფიზიკის სწავლების ერთ-ერთ მნიშვნელოვან და ეფექტურ მეთოდს. მისი შეფასებისათვის პედაგოგის რეიტინგული ქულებიდან ცაკლე 10 ქულაა გამოყოფილი. თითოეული ლაბორატორიული სამუშაოს შესრულებას ეთმობა მაქსიმუმ 2 საათი; სემესტრის განმავლობაში სტუდენტი ვალდებულია ჩაატაროს 6 ამოცანა. თითოეული ამოცანა ფასდება 10 ქულით, საბოლოო შეფასება გამოიყვანება საშუალო არითმეტიკულის მეთოდით. ლაბორატორიულ პრაქტიკუმებზე სტუდენტის არგამოცხადება 0 ქულის ტოლფასია. საპატიო მიზეზით ლაბორატორიული სამუშაოს (მაქს. 2 ამოცანა) გაცდენის შემთხვევაში სტუდენტს მიეცემა საშუალება (დღის მეორე ნახევარში) აანაზღაუროს დავალიანება (ჩაატაროს და ჩააბაროს ლაბორატორიული ამოცანა) პედაგოგის თანხმობითა და ლაბორანტის თანდასწრებით.

ლაბორატორიული პრატიკუმის შეფასების კრიტერიუმები: 0-10 ქულა

· ამოცანის თეორიული ნაწილისა და ცდის მსვლელობის ცოდნა - 2 ქ;

· ცდის ჩატარება, შედეგების დაკვირვებათა ცხრილში გადატანა - 2 ქ;

· გაანგარიშების გაკეთება, ცდომილების გამოთვლა და საბოლოო დასკვნის გაკეთება - 3 ქ;

· საკონტროლო კითხვებზე წერილობით, შემდგომ კი ზეპირად პასუხის გაცემა; სამუშაოს გაფორმება, ჩაბარება - 3 ქ;

ჯამში სულ: მაქსიმალური 10 ქ.

პედაგოგის/ლაბორანტის აღნიშვნები

თეორიული ნაწილის ცოდნა/

ქულების მითითება

ცდის ჩატარება, დაკვირვებათა ცხრილი

გაანგარიშება, ცდომილების განსაზღვრა

ამოცანის ჩათვლა, შეკითხვებზე პასუხის გაცემა

ჯამური შეფასება

2 ქ

2 ქ

3 ქ

3 ქ

10 ქ

მასწ. ხელის მოწერა . . .

ჩათვლის აღნიშვნის თარიღი . . . . .

სტუდენტის გვარი, სახელი .......................................

სპეციალობა ............................... ჯგუფის № ...............








მასწ./ლაბორანტის ხელის მოწერა . . .


ლაბორატორიული სამუშაო № 2-01

გამტარების მიმდევრობითი შეერთების შესწავლა

თეორიული ნაწილი

მიმდევრობითი შეერთება ეწოდება გამტართა ისეთ შეერთებას, როდესაც ყოველი გამტარის ბოლო შეერთებულია მომდევნო გამტარის დასაწყისთან. ასეთი შეერთების დროს წრედის ყველა ნაწილში დენი ერთნაირია, რადგანაც ადგილი არ აქვს მუხტების დაგროვებას წრედის ცალკეულ უბანზე. გამტარის ნებისმიერ კვეთაში დროის ერთეულში ერთი და იმავე სიდიდის მუხტი გადის , ე.ი. დენის ძალა ორივე გამტარში ერთნაირია .

განვიხილოთ მარტივი წრედი, რომელიც შედგება დენის წყაროსა და მიმდევრობით შეერთებული ორი გამტარისაგან. დენის ძალა ასეთი წრედის ყველა ნაწილში ერთნაირია, თითოეული გამტარის ბოლოებზე ძაბვა კი სხვადასხვა.

ვთქვათ, არის დენის ძალა წრედში; და - გამტარების წინაღობებია; და ამ გამტარების ბოლოებზე მოდებული ძაბვათა ვარდნები, რომლებიც იზომება და ვოლტმეტრებით. ომის კანონის თანახმად:

გავყოთ (1) ტოლობა (2)-ზე, მივიღებთ დასკვნები:

1. მიმდევრიბით შეერთებისას გამტარებში ძაბვის ვარდნები გამტარების წინაღობის პროპორციულია.

2 . ორივე გამტარის ბოლოებზე ვოლტმეტრით გაზომილი საერთო ძაბვა ტოლია ცალკეულ გამტარებზე ძაბვის ვარდნათა ჯამისა:

,

საიდანაც

-ით აღვნიშნოთ წრედის მთელი უბნის წინაღობა ე.ი.

მაშასადამე, იმ წრედის საერთო წინაღობა, რომელიც შედგენილია რამოდენიმე, ერთმანეთთან მიმდევრობით შეერთებული გამტარისაგან, ტოლია ცალკეული გამტარების წინაღობათა ჯამისა.

თუ მიმდევრობით შეერთებულია სხვადასხვა წინაღობის მრავალი გამტარი, მაშინ გარე წრედის საერთო წინაღობა ტოლი იქნება:

ამგვარად, მიმდევრობით შეერთებული გამტარების საერთო წინაღობა ტოლია ცალკეული გამტარების წინაღობათა ჯამისა. თუ მიმდევრობით შეერთებულია ერთნაირი წინაღობის n რაოდენობის გამტარი, მაშინ სრული წინაღობა ტოლი იქნება: .

გამტარების მიმდევრობითი შეერთების დროს ფაქტიურად იზრდება გარე წრედის გამტარის სიგრძე, ცხადია, საერთო წინაღობა უნდა გაიზარდოს.

P.S. ძაბვასა და ძაბვის ვარდნას ერთნაირი მნიშვნელობა აქვს, როცა დენის გავლისას მოცემული უბანი თბება. თუ B და C წერტილებს შორის ჩართულია R წინაღობის გამტარი, და ვოლტმეტრი მიერთებული ამ წინაღობის გამტარის ბოლოებზე და გამტარში გადის დენი, მაშინ ვოლტმერტი გვიჩვენებს დენის ძალისა და წინაღობის ნამრავლს - ძაბვის ვარდნას. თუ R წინაღობის გამტარი წრედიდან ამოღებულია, მაშინ ამ წერტილებს შორის ჩართული ვოლტმეტრი გვიჩვენებს ბატარეის პოლუსებს შორის ძაბვას და ძაბვის ვარდნას ადგილი არ ექნება. ერთნაირი დენის ძალის შემთხვევაში ძაბვის ვარდნა მეტია დიდი წინაღობის უბანზე.

ცდისთვის საჭირო ხელსაწყოები და მასალები: დენის წყარო; ნიკელინის ორი გამტარი; ამპერმეტრი 1 ც; ვოლტმეტრი 3 ც; ჩამრთველი; რეოსტატი და შემაერთებელი სადენები.

(-+)სამუშაოს შესრულების თანმიმდევრობა

1. ააწყეთ წრედი მოცემული სქემის მიხედვით;

1. ამპერმეტრის საშუალებით გაზომეთ წრედში დენის ძალა I;

1. გაზომეთ ძაბვა თითოეული გამტარის ბოლოებზე () და ორივე გამტარის ბოლოებზე ერთად, ანუ საერთო ძაბვა ერთად ;

1. გამზომი ხელსაწყოებიდან აღებული მონაცემების მიხედვით იპოვეთ თითოეული გამტარის და წინაღობები ომის კანონის , საშუალებით;

1. იპოვეთ წრედის საერთო წინაღობა (5) ფორმულის საშუალებით;

1. შეადარეთ საერთო U ძაბვა U1 და U2 ძაბვის ვარდნათა ჯამს;

1. გააკეთეთ შესაბამისი გაანგარიშებები და მიღებული შედეგები შეიტანეთ დაკვირვებათა ცხრილში;

1. გააკეთეთ საბოლოო დასკვნა და გაეცით პასუხები საკონტროლი კითხვებს.

დაკვირვებათა ცხრილი

№

ძაბვის ვარდნა

U1 (ვ)

ძაბვის ვარდნა

U2 (ვ)

საერთო ძაბვა

U (ვ)

დენის ძალა

I (ა)

წინაღობა R1

(ომი)

წინაღობა R2

(ომი)

საერთო წინაღობა

R (ომი)

1

2

3

გაანგარიშებები (ს/დ)

დასკვნა/საბოლოო პასუხი (ს/დ)

საკონტროლო შეკითხვები (ს/დ):

1. როგორია გამტარების მიმდევრობითი შეერთების დროს საერთო ა) დენის ძალა, ბ) ძაბვა, გ) წინაღობა?

1. რაში მდგომარეობს ომის კანონი წრედის უბნისათვის ?

1. დაწერეთ ომის კანონი მომდევრობითი შეერთების დროს?

1. რას ეწოდება ძაბვის ვარდნა?

1. რა განსხვავებაა ძაბვასა და ძაბვის ვარდნას შორის?













გამტარების პარალელური შეერთების შესწავლა


ელექტროწრედები, რომლებთანაც საქმე გვაქვს პრაქტიკაში, შედგება არა ერთი გამტარისაგან, არამედ სხვადასხვა გამტართა სისტემისაგან, რომლებიც შეიძლება სხვადასხვაგვარად იყვნენ ერთმანეთთან შეერთებული. გამტართა შეერთების ერთ-ერთი სახეა პარალელური შეერთება.

გამტართა ისეთ შეერთებას, როდესაც მათი საწყისები ერთ კვანძადაა შეერთებული, ხოლო ბოლოები მეორე კვანძად, პარალელური შეერთება ეწოდება. თუ წრედში პარალელურად ჩართულია და წინაღობის გამტარები, კვანძში მისული დენი ორ ნაწილად განშტოვდება, მაგრამ მასში მუხტი არ გროვდება, ამითომ დროის ერთეულში კვანძში მისული მუხტების რაოდენობა ტოლი იქნება დროის იმავე ერთეულში კვანძიდან გამოსული მუხტების რაოდენობისა. მაგრამ დროის ერთეულში კვანძში მისული მუხტების რაოდენობით ხასიათდება დენის ძალა, ამიტომ . ე.ი. კვანძში შესული დენის ძალის სიდიდე ტოლია კვანძიდან განშტოებულ უბნებში გამავალი დენის ძალების სიდიდეთა ჯამისა.

კვანძებს შორის ძაბვას ზომავს V ვოლტმეტრი და იგი საერთოა ორივე გამტარისათვის.

განშტოებული წრედის თითოეული უბნის წინაღობა აღვნიშნოთ – ითა და - ით, ძაბვა - თი. მაშინ ომის კანონის თანახმად გვექნება:

საიდანაც:

მაშასადამე: ან სხვანაირად, დასკვნა:

1. გამტარათა პარალელური შეერთების დროს განშტოებულ ნაწილების ცალკეულ შტოებში გამავალი დენის ძალის სიდიდეები შტოების წინაღობების უკუპროპორციულია.

რადგანაც პარალელური შეერთებისას ამიტომ . საიდანაც ვღებულობთ:

სადაც გარე წრედის საერთო წინაღობა.

მაშასადამე, გამტარების პარალელური შეერთებისას განშტოებული ნაწილების საერთო წინაღობის შებრუნებული სიდიდე ტოლია ცალკეული შტოების წინაღობების შებრუნებულ სიდიდეთა ჯამისა. (5) ტოლობიდან:

თუ მაშინ , საიდანაც .

მაშასადამე. ერთნაირი წინაღობის n გამტარის პარალელური შეერთებით მიღებული წრედის საერთო წინაღობა n - ჯერ მცირეა ერთი შტოს წინაღობაზე. ამის მიზეზი ისაა, რომ საერთო წრედის გამტარებლობის S განივკვეთი პარალელური შეერთებისას n -ჯერ იზრდება ერთი გამტარის განივკვეთთან შედარებით. ცხადია, საერთო წინაღობა ერთი შტოს წინაღობასთან შედარებით n -ჯერ უნდა შემცირდეს.

წრედის განუშტოებული ნაწილის საერთო წინაღობა ყოველთვის ნაკლებია მისი შტოების წინაღობათა შორის უმცირეს წინაღობაზე.

ცდისთვის საჭირო ხელსაწყოები და მასალები: დენის წყარო; ნიკელინის ორი გამტარი; ამპერმეტრი 3 ც; ვოლტმეტრი 1 ც; ჩამრთველი 1 ც; რეოსტატი და შემაერთებელი სადენები.

ცდის შესრულების თანმიმდევრობა:


1. ჩართეთ ხელსაწყო და გაზომეთ გამტარების ბოლოებზე U ძაბვა;

1. ამპერმეტრის საშუალებით გაზომეთ დენის ძალა გამტარის განშტოებულ და განუშტოებელ ნაწილებში ;

1. გამზომი ხელსაწყოებიდან აღებული მონაცემების მიხედვით იპოვეთ თითოეული გამტარის და წინაღობები ომის კანონის საშუალებით;

1. შეადარეთ საერთო დენის ძალა ცალკეულ დენის ძალათა ჯამს;

1. განსაზღვრეთ წრედის სრული წინაღობა (6) ფორმულის საშუალებით და შეადარეთ ფორმულით მიღებულ წინაღობას;


1. გააკეთეთ საბოლოო დასკვნა და გაეცით პასუხები საკონტროლო შეკითხვებს.


№

№

ძაბვა

U (ვ)

დენის ძალა I უბანზე

I1 (ა)

დენის ძალა II უბანზე

I2 (ა)

საერთო დენი I (ა)

პირველი გამტარის წინაღობა

(ომი)

მეორე გამტარის წინაღობა

(ომი)

საერთო წინაღობა

(ომი)

11

22

33

გაანგარიშებები ..............

დასკვნა/საბოლოო პასუხი ............

საკონტროლო შეკითხვები:

1. როგორ ჩამოყალიბდება ომის კანონი წრედის უბნისათვის?

1. როგორაა დამოკიდებულება გამტარის წინაღობა მის სიგრძესა და განივკვეთის ფართობზე?

1. გამტარების როგორ შეერთებას ეწოდება პარალელური?

1. რისი ტოლია პარალელურად შეერთებული გამტარების საერთო წინაღობა?

1. დაწერეთ ომის კანონი პარალელური შეერთების დროს?

1. რისგანაა შედგენილი ელექტრული წრედი და, რომელი მოწყობილობები მიეკუთვნებიან მომხმარებლებს?

1. როგორ ირთვება წრედში ვოლტმეტრი?












ლაბორატორიული სამუშაო №2-03

გამტარის კუთრი წინაღობის განსაზღვრა


ელექტრული დენი ეწოდება დამუხტული ნაწილაკების მიმართულ, მოწესრიგებულ მოძრაობას. გამტარის განივკვეთში დროის ერთეულში გავლილი მუხტების რაოდენობით ხასიათდება სიდიდე, რომელსაც დენის ძალა ეწოდება. დენის ძალა არის სიდიდე, რომელიც იზომება გამტარის განივკვეთში დროის შუალედში გამავალი მუხტის შეფარდებით დროის ამ შუალედთან:

დენის ძალის ერთეული SI სისტემაში არის ამპერი. დენის გამზომი ხელსაწყოა ამპერმეტრი, იგი წრედში ირთვება მიმდევრობით იმ წინაღობასთან, რომელშიც გამავალი დენი იზომება. თუ დენის ძალა დროის მიხედვით არ იცვლება მას მუდმივი დენი ეწოდება.

პირველად ეს დაადგინა გერმანელმა მეცნიერმა გეორგ ომმა, ამიტომ დენის ძალის დამოკიდებულებას ძაბვაზე ომის კანონი ეწოდება. ომის კანონის თანახმად, წრედის უბნისათვის დენის ძალა პირდაპირპროპორციულია მოცემული უბნის ბოლოებზე მოდებული ძაბვისა და უკუპროპორციულია ამ უბნის წინაღობისა:

ნებისმიერი ელექტრონული მოწყობილობის არსებით თვისებებს გამოსახავს მისი ვოლტ-ამპერული მახასიათებელი, ე.ი. დენის ძალის დამოკიდებულება ამ მოწყობილობის მომჭერებზე არსებულ პოტენციალთა სხვაობასთან. ყველაზე მარტივი სახე (წრფე) ვოლტ-ამპერულ მახასიათებელს აქვს ლითონის გამტარებისათვის. თუ ავაგებთ (2) ტოლობის გრაფიკს სხვადასხვა წინაღობის გამტარებისათვის, მივიღებთ წრფეებს, რომლებსაც ვოლტ-ამპერული მახასიათებელი ეწოდება.

გამტარის წინაღობა განპირობებულია მასში არსებული თავისუფალი ელექტრონების იონებთან დაჯახებით. იგი დამოკიდებულია გამტარის ფორმასა, ზომასა და ნივთიერების გვარობაზე, შემდეგნაირად: პირდაპირპროპორციულია მისი სიგრძისა და უკუპროპორციულია განივკვეთის ფართობისა, ე.ი.

სადაც პროპორციულობის კოეფიციენტია და გამტარის კუთრი წინაღობა ეწოდება. კუთრი წინაღობა ახასიათებს გამტარის მასალის გვარობას და იანგარიშება ფორმულით:

გამტარის კუთრი წინაღობis ერთეული საერთაშორისო სისტემაში არის [ომი·მ]. პრაქტიკაში მოსახერხებელია სისტემის გარეშე ერთეულის გამოყენება, რადგან დიდი განივკვეთიანი გამტარები ელექტრულ წრედებში იშვიათად გვხვდება.

გამტარის წინაღობა და კუთრი წინაღობა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, რომელიც მათემატიკურად ასე ჩააიწერება:

როგორც (5) და (6) ფორმულებიდან ჩანს, წინაღობა და შესაბამისად კუთრი წინაღობა ლითონებისათვის ტემპერატურის ზრდის მიხედვით იზრდება.

ცდისთვის საჭირო ხელსაწყოები და მასალები: ამპერმეტრი; ვოლტმეტრი; ჩამრთველ-ამომრთველი 3 ც; რეოსტატი; დენის წყარო; შემაერთებელი სადენები; მასშტაბიანი სახაზავი; მიკრომეტრი და სამი სხვადასხვა მასალისაგან დამზადებული გამტარი.

სამუშაოს შესრულების თანმიმდევრობა


1. სახაზავის საშუალებით გაზომეთ პირველი გამტარის სადენის სიგრძე (მანძილი ბუნიკებს შორის);

1. ჩართეთ წრედი წსელში და აიღეთ დენის ძალისა და ძაბვის მნიშვნელობების ამპერმეტრსა და ვოლტმეტრზე;

1. ომის კანონის გამოყენებით გამოთვალეთ გამტარის წინაღობა ;

1. ფორმულის გამოყენებით გამოთვალეთ გამტარის განივკვეთის ფართობი პირველი გამტარისათვის, რომლის დიამეტრი d1=1,1 მმ;

1. გამოთვალეთ პირველი გამტარის კუთრი წინაღობა (4) ფორმულის საშუალებით;

1. ანალოგიურად გაიმეორეთ ცდა მეორე d2=0,34 მმ და მესამე d3=0,35 მმ გამტარებისათვის;


1. იხელმძღვანელეთ საცნობარო ცხრილებით და დაადგინეთ, რა ნივთიერებისგანაა დამზადებული თითოეული გამტარი.

1. გაეცით პასუხები საკონტროლო შეკითხვებს.


№

გამტარის სიგრძე

(მ)

გამტარის დიამეტრი

(მ)

გამტ ფართობი

(მ2)


(ა)

ძაბვა

(ვ)

წინაღობა

(ომი)

კუთრი წინაღობა

(ომი×მ)

ნივთიერების გვარობა (მასალა)

1

2

3



საკონტროლო შეკითხვები (ს/დ):

1. რას გვიჩვენებს ნივთიერების (გამტარის) კუთრი წინაღობა?

1. რა არის კუთრი წინაღობის ერთეული საერთაშორისო SI სისტემაში?

1. გამოსახეთ SI სისტემის ერთეულებით?

1. კუთრი წინაღობების საცნობარო ცხრილიდან ამოწერეთ ყველაზე დიდი და მცირე კუთრი წინაღობების მქონე მასალები?

1. ააგეთ ვოლტ-ამპერული მასახიათებელი ცდიდან აღებული მონაცემების მიხედვით;













დენის წყაროს შიგა წინაღობისა და ელექტრომამოძრავებელი ძალის განსაზღვრა

(ომის კანონი სრული წრედისათვის)


მუდმივი ელექტრული დენის შენარჩუნებისათვის აუცილებელია გამტარის შიგნით ელექტრული ველი. ელექტრული ველის დიდი ხნით შენარჩუნება კი შესაძლებელია დენის წყაროს მიერ. დენის წყაროში მუხტების გადაადგილება ხდება განსაზღვრული მიმართულებით, ეს მიმართულება საპირისპიროა იმ ძალის მიმართულებისა, რომელიც მუხტზე მოქმედებს ელექტრული ველის მხრივ. დენის წყაროში თავისუფალ დამუხტული ნაწილაკებს ამოძრავებს გარე ძალები, წრედის დანარჩენ ნაწილში კი ელექტრული ველის ძალები. გარე ძალა შეიძლება იყოს სვადასხვა ბუნების გარდა ელექტრულისა. მაგ. ელექტროგენერატორებში გარე ძალა არის ძალა, რომლითაც მაგნიტური ველი მოქმედებს მოძრავ გამტარში მყოფ ელექტრონებზე. ხშირ შემთხვევაში გარე ძალა ქიმიური ბუნების ძალაა. გარე ძალების მოქმედება ხასიათდება ფიზიკური სიდიდით, რომელსაც ემძ ეწოდება. სიდიდეს რომელიც იზომება ჩაკეტილ წრედში დენის წყაროს არაელექრტული ძალების მიერ მუხტის შემოტარებაზე დახარჯური მუშაობის შეფარდებით ამ მუხტის სიდიდესთან, დენის წყაროს ემძ ეწოდება:

ემძ-ის ერთეული SI სისტემაში არის ვოლტი; ;

თუ წყაროს პოლუსებს R წინაღობის გამტარით შევაერთებთ, გარე წრედში ელექრული ძალების გავლენით გაივლის დენი ; მაშინ (1) ფორმულიდან გვექნება:

ენერგიის შენახვის თანახმად, ეს მუშაობა ტოლია (ჯოულ-ლენცის კანონი) წრედის შიგა და გარე უბნებზე გამოყოფილი სითბოს რაოდენობისა:

სადაც r - არის დენის წყაროს შიგა წინაღობა, R გარე წინაღობა. (3) ფორმულიდან გვაქვს:

მაშასადამე სრულ, (ჩაკეტილ) წრედში გამავალი დენის ძალა ტოლია წყაროს ემძ შეფარდებისა წრედის სრულ წინაღობასთან. ამაში მდგომარეობს ომის კანონი ჩაკეტილი წრედისათვის, რომელიც (4) ფორმულით გამოისახება. სრულ წინაღობაში იგულისხმება დატვირთვის, ანუ გარე წრედის R წინაღობისა და წყაროს შიგა r წინაღობების ჯამი.

წყაროს მომჭერებთან მიერთებული ვოლტმეტრი გვიჩვენებს ძაბვის ვარდნას წრედის გარე უბანზე - დატვირთვაზე: . განრთული გარე წრედის შემთხვევაში ვოლტმეტრი გვიჩვენებს წყაროს ემძ-ს.

როცა გარე წრედის წინაღობა R ნულს უახლოვდება (ძალიან მცირეა) , მაშინ დენის ძალას წყაროს შიგა წინაღობა განსაზღვრავს. ასეთ პირობებში (4) მიიღებს სახეს

ამ მოვლენას მოკლე ჩართვას უწოდებენ. მოკლე ჩართვის დენის ძალა დიდია r სიმცირის გამო, ამ დროს დიდია გამოყოფილი სითბოს რაოდენობაც, რაც აზიანებს აკუმულატორს და შეიძლება ხანძრის გაჩენის მიზეზიც გახდეს.

ცდისთვის საჭირო ხელსაწყოები და მასალები: დენის წყარო, რეოსტატი, ამპერმეტრი, ვოლტმეტრი, შემაერთებელი სადენები, ჩამრთველ-ამომრთველი.


0. შეადგინეთ წრედი მოცემული სქემის მიხედვით;

0. ბატარეის მომჭერებს მიუერთეთ ვოლტმეტრი, რომელიც გაზომავს დენის წყაროს ემძ;

0. ჩართეთ ჩამრთველ-ამომრთველი და გაზომეთ დენის ძალა წრედში და ძაბვა წრედის გარე უბანზე;

0. რეოსტატის საშუალებით შეცვალეთ წრედის გარე წინაღობა და ხელახლა გაზომეთ დენის ძალა და ძაბვა, როგორც მე-3 პუნქტშია მითითებული;

0. გააკეთეთ გაანგარიშებები შემდეგნაირად:

ა) ვისარგებლობთ ფორმულით: , საიდანაც

და შევიტანოთ მასში პირველი ცდის შედეგები;

ბ) ანალოგიურად, მეორე ცდის შედეგები შევინანოთ (3) ფორმულაში:

გ) გავუტოლოთ (2) და (3) ფორმულები ერთმანეთს. მარტივი მათემატიკური გამოთვლებით მივიღებთ წყაროს შიგა წინაღობის საანგარიშებელ ფორმულას:

(4) ფორმულა შევიტანოთ (1) ფორმულაში და გამოვთვალოთ დენის წყაროს ემ ძალა.

6. წრედის გამორთვის შემდეგ გაზომეთ ბატარეის ემძ და მიღებული მნიშვნელობა შეადარეთ გამოთვლილს.

7. გააკეთეთ შესაბამისი გაანგარიშებები, გაზომვისა და გამოთვლის შედეგები შეიტანეთ დაკვირვებათა ცხრილში;

8. გააკეთეთ საბოლოო დასკვნა და გაეცით საკონტროლი შეკითხვებს პასუხი.


№


(ა)

ძაბვა (ვ)

ემძ (ვ)

შაგა წინაღობა r (ომი)

1

2

3



საკონტროლი შეკითხვები (ს/დ):

1. რისთვისაა განკუთვნილი წრედში დენის წყაროს არსებობა? როგორ დენის წყაროებს იცნობთ?

1. რას ეწოდება დენის წყაროს ემძ? რა ერთეულებით იზომება იგი?

1. რას ეწოდება წრედის სრული წინაღობა?

1. როდის ხდება მოკლე ჩართვა?

1. რა შემთხვევაშია ძაბვა და ძაბვის ვარდნა ტოლი?

1. რომელი ფიზიკური სიდიდეების ერთეულია ვოლტი?

1. ჩამოაყალიბეთ ჯოულ-ლენცის კანონი.










მიღებული ჯამური შეფასება/

მასწ. ხელის მოწერა/თარიღი


ელექტროლიზის მოვლენის შესწავლა


ქიმიურად სუფთა წყალი ელექტრულ დენს არ ატარებს, მაგრამ საკმარისია მასში შევურიოთ რამოდენიმე წვეთი მჟავა, ან გავხსნათ რომელიმე მარილი რომ იგი გამტარად დადაიქცევა.

მარილების, ტუტეებისა და ჟავების წყალხსნარებს ელექტროლიტები ეწოდება.

მაგალითისათვის ავიღოთ სუფრის მარილის - ის წყალხსნარი. მარილის წყალში გახსნისას კულონური მიზიდულობა და იონებს შორის -ჯერ მცირდება (წყლისთვის =81) და ხდება ელექტროლიტური დისოციაცია - იშლება და იონებად. დისპცირებული მოლეკულების რიცხვის შეფარდებას მოლეკულების საერთო რაოდენობასთან დისოციაციის ხარისხი ეწოდება. იგი დამოკიდებულია ხსნარის ტემპერატირაზე, კონცენტრაციასა და გამხსნელის დიელექტრიკულ შეღწევადობაზე. დისოციაციასტან ერთად ხდება სებრუნებული პროცესიც - რეკომბინაცია. ამ დროს და იონები ერთიანდება ნეიტრალურ -ის მოლეკულად. მოცემულ ტემპერატურაზე ხსნარში მყარდება დინამიკური წონასწორობა - დისოცირებული მოლიკულების რიცხვი უტოლდება რეკომბინირებული იონების წყვილთა რაოდენობას, ხსნარში მყარდება მუდმივი კონცენტრაცია.

ჩვენს შემთხვევაში, ანალოგიურად, მარილის წყალში გახსნით მიიღება ელექტროლიტი, და დისოციაციის შედეგად წარმოიქმნება დადებითი იონები და უარყოფითი იონები. ჩავუშვათ მასში ლითონის ორი ერთნაირი ელექტროდი, რომლებიც ელექტროლიტში არ იხსნება, და მივუერთოთ დენის წყაროს პოლუსებს.

წყაროს დადებით პოლუსთან მიერთებულ ელექტროდს ანოდი ეწოდება, უარყოფითთან მიერთებულს - კათოდი. ელექტრული ველის გავლენით დადებითი იონები, კათიონები იწყებენ მოძრაობას კათოდისკენ, უარყოფითი იონები, ანიონები - ანოდისკენ. წრედში აღიძვრება დენი, ე.ი. ელექტროლიტებისათვის, რომლებშიც დენი იონებს გადააქვთ, დამახასიათებელია იონური გამტარობა. მათთვის მართებულია ომის კანონი.

ანოდთან შეხებისას ანიონები გასცემენ ჭარბ ელექტრონებს, რომლებსაც დენის წყარო კათოდისკენ გადაისვრის. კათოდზე შებრუნებული პროცესი მიმდინარეობს - აქ კატიონები იერთებენ ნაკლულ ელექტრონებს. ამრიგად, ელექტროდებზე ანიონებიც და კათიონებიც ნეიტრალურ ატომებად აღდგებიან. ეს ჟანგვა-აღდგენითი რეაქციაა. ჩვენს შემთხვევაშიც, ანალოგიურად: დადებითი იონები კათოდიდან შეიძენენ ელექტრონებს და მასზე გამოიყოფიან ნეიტრალური მოლეკულების სახით; ხოლო უარყოფითი იონები თავის მუხტებს გადასცემენ ანოდს და ნეიტრალური შედის წყალთან მეორეულ რეაქციაში.

ელექტროლიტში დენის გავლისას ელექტროდებზე ნივთიერების გამოყოფის პროცესსს ელექტროლიზი ეწოდება. ელექტროლიზის მოვლენა 1833-34 წწ. ექსპერიმენტულად შეისწავლა ინგლისელმა მეცნიერმა მ. ფარადეიმ და დაადგინა ელექტროლიზის ორი კანონი.

ფარადეის I კანონი: ელექტროლიზის დროს ელექტროდებზე გამოყოფილი ნივთიერების მასა პირდაპირპროპორციულია ელექტროლიტში გავლილი მუხტის სიდიდსა:

სადაც პროპორციულობის კოეფიციენტია, რომელსაც ელექტროქიმიურ ექვივალენტს უწოდებენ. იგი დამოკიდებულია ნივთიერების გვარობაზე და რიცხობრივად ტოლია ნივთიერების მასისა, რომელიც გამოიყოფა ელექტროდზე ელექტროლიტში 1კ მუხტის გავლისას. მისი ერთეულია [კგ/კ].

თუ გავითვალიუსწინებთ, რომ , შეიძლება დავწეროთ: - ელექტროდზე გამოყოფილი ნივთიერების მასა პროპორციულია დენის ძალის და დროისა, რომლის განმავლობაშიც დენი გადიოდა.

ფარადეის II კანონი: ნივთიერების ელექტროქიმიური ეკვივალენტი მისი ქიმიური ეკვივალენტის პროპორციულია: , სადაც - პროპორციულობის კოეფიციენტია.

ქიმიური ეკვივალენტი ეწოდება ნივთიერების მოლური (ან ატომური) მასის შეფარდებას მისსავე ვალენტობასთან: .

-ს ფარადეის მუდმივას უწოდებენ, კ/მოლი.

ცდისთვის საჭირო ხელსაწყოები და მასალები: ამპერმეტრი; წამსაზომი; დენის წყარო; რეოსტატი; ჩამრთველ-ამომრთველი; ორი ელექტროდი (სპილენძის); ცილინდრული ჭურჭელი; შაბიამნის ხსნარი; და სადენები.



( А)

1. ჩართეთ ხელსაწყო;

1. წამსაზომის საშუალებით დააფიქსირეთ ცდის დაწყების დრო;

1. რეოსტატის საშუალებით შეინარჩუნეთ დენის ძალა უცვლელად (დაახლოებით 1ა);

1. ჩაატარეთ ხსნარის ელექტროლიზი 20 წუთის განმავლობაში;

1. იპოვეთ ელექტროდზე გამოყოფილი ნივთიერების მასა ფორმულის საშუალებით, სადაც = კგ/კ - სპილენძის ელექტროქიმიური ექვივალენტია;



დაკვირვებათა ცხრილი.

#

დრო

(წმ)

დენის ძალა (ა)

ელექტროქიმიური ექვივალენტი (კგ/კ)

სპილენძის მასა (კგ)

1

2

3



საკონტროლო შეკითხვები:

1. რას ეწოდება ელექტროლიტები და როგორ მიიღებიან ისინი?

1. რას ეწოდება ელექტროლიზი?

1. რაში მდგომარეობს ელექტროლიზის კანონები?

1. როგორია ფარადეის მუდმივას რიცხვითი მნიშცნელობა და ერთეული?

1. რა დამოკიდებულება აქვთ ქიმიურ და ელექტროქიმიურ ექვივალენტს ერთმანეთთან?

1. სად გამოიყენება ელექტროლიზი?













გამტარის ინდუქციურობის განსაზღვრა


უძრავი ელექტრული მუხტები ერთმანეთზე მოქმედებენ ელექტრული ველებით. აღმოჩნდა, რომ მოძრავ მუხტებს ელექტრულ ურთიერთქმედებათან ერთად ახასიათებს სხვა ბუნების ურთიერთქმედებაც, რომელსაც მაგნიტური ურთიერთქმედება ეწოდება. ეს ძალა ავლენს თავის არსებობას მხოლოდ მაშინ, როცა მუხტები მოძრაობენ. მოძრავ მუხტებს, მაშასადამე ორ დენიან გამტარს შორის (დენს ხომ მოწესრიგებულად მოძრავი მუხტები ქმნიან) გარდა კულონურისა, მოქმედებენ სხვა ბუნების ძალებიც. მოძრავი ელექტრული მუხტი მის გარემომცველ სივრცეში ქმნის როგორც ელექტრულ, ასევე მაგნიტურ ველს, უძრავი მუხტები კი მხოლოდ ელექტრულ ველს.

ამგვარად, მაგნიტურ ველს ქმნის ელექტრული დენი და მაგნიტური ველი ავლენს თავის არსებობას ელექტრულ დენზე, ე.ი. მოძრავ მუხტებზე მოქმედებით. ამ ველის დამახასიათებელი ფიზიკური სიდიდის შემოღების მიზნით შეარჩიეს ისეთი ობიექტი, რომელზედაც მაგნიტური ველი ახდენს ზემოქმედებას. ასეთებია:

1. მაგნიტურ ველში მოძრავი მუხტი;

1. დენიანი გამტარი;

1. მცირე ზომის დენიანი შეკრული კონტური.

განვიხილოთ მოვლენები, რომლებიც დაკავშირებულია დროის მიხედვით ცვლად ელექტრულ და მაგნიტურ ველებთან. ცდებით დადგინდა, რომ დროის მიხედვით ცვდლებადი ელექტრული ველი წარმოქმნის ცვალებად მაგნიტურ ველს, და პირიქით. ერთიმეორის ცვალებადობით წარმოქმნილი ველები მჭიდრო ურთიერთკავშირში არიან. ასეთი კავშირის გარეშე არ იარსებებდა არც რადიოტალღები, არც სინათლის ტალღები, არც რენტგენული ტალღები და სხვ. ტექნიკაში განსაკუთრებით ფართოდ იყენებენ დენს, რომლის სიდიდე და მიმართულება პერიოდულად იცვლება. ასეთ დენს ცვლად დენს უწოდებენ.

(7) განტოლება გამოსახავს ომის კანონს ცვლადი დენის წრედისათვის, რომელშიც მიმდევრობით არის ჩართული ომური წინაღობა, ინდუქციურობა და ტევადობა. ამ განტოლებაში სადაც წრედის სრული წინაღობაა, რომელსაც იმპედანსს უწოდებენ. იგი შედგება წინაღობისაგან (რომელსაც მუდმივი დენის შემთხვევაშიც გვქონდა და რომელსაც ახლა ომურ წინაღობას ვუწოდებთ), - ინდუქციური წინაღობისაგან და - ტევადური წინაღობისაგან.

ომის კანონს ცვლადი დენის წრედისათვის ადგილი აქვს არა მყისი არამედ ამპლიტუდური მნიშვნელობებისათვის.

.

ვთქვათ, ჩაკეტილ გამტარ კონტურში ტურში გადის ცვლადი ელექტრული დენი. როგორც ვიცით, ცვლადი დენის სრული წინაღობა იანგარიშება (7) ფორმულით. რადგანაც ჩვენი წრედი არ შეიცავს კონდენსატორს, ამიტომ ტევადული წინაღობა ნულის ტოლია.

შედეგად გვაქვს გამოსახულება:

ინდუქციური წინაღობა პროპორციულია ინდუქციურობისა და ცვლადი დენის წრიული სიხშირისა, რომელიც გამოითვლება ფორმულით: , სადაც - ცვლადი დენის სიხშირეა და 50 ჰც-ის ტოლია. (9) განტოლების მარტივი მათემატიკური გარდაქმნით ვღებულობთ:

მაშასადამე, კოჭას ინდუქციურობის განსაზღვრისათვის აუცილებელია ვიცოდეთ წრედის სრული წინაღობა , აქიური წინაღობა და ცვლადი დენის წრიული სიხშირე სიხშირე .

ომის კანონის თანახმად ცვლადი დენის სრული წრედისათვის , საიდანაც .

მაგრამ რადგანაც წრედში ჩართული ხელსაწყო ზომავს დენის ძალისა და ძაბვის არა ამპლიტუდურ (მაქსიმალურ), არამედ მოქმედ (ეფექტურ) მნიშვნელობას, რომლებიც ერთმანეთთან არიან შემდეგ დამოკიდებულებაში:

და

შედეგად გვექნება:

(10)-დან ვღებულობთ

ცდისთვის საჭირო ხელსაწყოები და მასალები: დენის წყარო; მილიამპერმეტრი; ვოლტმეტრი; რეოსტატი; კოჭა რკინის გულარით.


1. ააწყეთ წრედი მოცემული სქემის მიხედვით (კოჭას აქტიური წინაღობა =65 ომი წინაღობა წინასწარ ცნობილია);

1. ჩართეთ წრედი და განსაზღვრეთ დენის ძალისა და ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობები.

1. მე-12 ფორმულის საშუალებით გამოთვალეთ წრედის სრული წინაღობა;

1. რეოსტატის საშუალებით შეცვალეთ ძაბვისა და დენის ძალის ეფექტური მნიშვნელობები;

1. მე-12 ფორმული საშუალებით კვლავ გამოთვალეთ წრედის სრული წინაღობა;

1. მე-10 ფორმულის საშუალებით გამოთვალეთ კოჭას ინდუქციურობა;

1. მოათავსეთ კოჭაში გულარი და ზემოთ მითითებული თანმიმდევრობით კვლავ ჩაატარეთ ცდა მონაცემთა სხვადასხვა მნიშვნელობებისათვის;

1. გააკეთეთ შესაბამისი გაანგარიშებები მიღებული შედეგები შეიტანეთ დაკვირვებათა ცხრილში;



გულარის გარეშე

№

დენის ძალის

ეფექტური მნიშვნელობა

(ა)

ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობა (ვ)

სრული წინაღობა

(ომი)

ინდუქციურობა

ჰენრი

1

2

გულარით

1

2



საკონტროლი შეკითხვები (ს/დ)

1. რომელი ფიზიკური სიდიდეებით ხასიათდება მაგნიტური ველი?

1. რას ეწოდება ცვლადი დენი და რას უდრის მისი სიხშირე?

1. რას ეწოდება წრიული სიხშირე?

1. რაზეა დამოკიდებული გამტარის ინდუქციურობა?

1. რას ეწოდება ცვლადი დენის ინდუქციური და ტევადური წინაღობები?

1. რა სახე აქვს ომის კანონს ცვლადი დენის წრედისათვის?

1. რომელ ფიზიკურ სიდიდეს ზომავს ხელსაწყო - მაგნიტომეტრი?









სამუშაოს გაფორმება, ჩაბარება




ორმხრივამოზნექილი ლინზის ფოკუსური მანძილის განსაზღვრა


ორი სფერული ზედაპირით შემოსაზღვრულ გამჭვირვალე სხეულს ლინზა ეწოდება.

თუ ლინზას მისი მთავარი ოპტიკური ღერძის პარალელურად ეცემა სხივთა კონა, მაშინ ეს უკანასკნელი ლინზაში გარდატეხის შედეგად მეორე მხარეს ერთ წერტილში იკრიბება. ამ წერტილს ლინზის მთავარი ფოკუსი ეწოდება, ხოლო მანძილს, ლინზის მთავარი ფოკუსიდან ლინზის ოპტიკურ ცენტრამდე, მთავარი F ფიკუსური მანძილი ეწოდება. ორმხრივამოზნექილ ლინზას შემკრები ლინზა ეწოდება, შემკრებ ლინზას ორი ნამდვილი ფოკუსი აქვს. ლინზის ფოკუსური მანძილის შებრუნებულ სიდიდეს ლინზის ოპტიკური ძალა ეწოდება და ინაგარიშება ფორმულით: . მისი ერთეულია დიოპტრი.1 დიოპტრი ოპტიკური ძალა აქვს ლინზას, რომლის ფოკუსური მანძილიც 1 მეტრია.

ლინზის ფორმულის გამოსაყვანად ლინზიდან მარცხნივ მთავარი ოპტიკური ღერძის ზევით ავიღოთ რაიმე AB საგანი (იხ. ნახაზი).

A წერტილიდან ორი სხივი გავატაროთ: ერთი - ოპტიკური ღერძის პარალელურად, ხოლო მეორე ისეთი, რომელიც ლინზის ოპტიკურ ცენტრში გაივლის (იგი არ გარდატყდება). მათი გადაკვეთა ლინზის მარჯვნივ მოგვცემს A წერტილის გამოსახულებას; B წერტილიდან გავატაროთ სხივი, რომელიც მთავარ ოპტიკურ ღერძს გაჰყვება. ეს სხივიც არ გარდატყდება. აღვმართოთ პერპენდიკულარი - დან ოპტიკურ ღერძზე. გადაკვეთა მოგვცემს B წერტილის გამოსახულებას. წარმოადგენს, AB საგნის გამოსახულებას ლინზაში.

მანძილს B წერტილიდან ლინზის ოპტიკურ ცენტრამდე აღნიშნავენ d ასოთი (BО=d), მანძილს ლინზის ოპტიკური ცენტრიდან გამოსახულებამდე f ასოთი (О=f), ხოლო მთავარ ფოკუსურ მანძილს F ასოთი (ОF=F).

სამკუთხედების მსგავსების პირობიდან მარტივი მათემატიკური გაანგარიშებით ვღებულობთ:

საიდანაც ვღებულობთ:

საბოლოოდ გვექნება:

(2) ფორმულის დახმარებით შეიძლება ვიპოვოთ შემკრები ლინზის მთავარი ფოკუსური მანძილი. მისი გარდაქმნით ვღებულობთ:

რომელსაც თხელი ლინზის ფორმულა ეწოდება. ამ ფორმულაში შემავალი ნებისმიერი წევრი დადებითიც შეიძლება იყოს და უარყოფითიც.

1. თუ ლინზა შემკრებია, , გამბნევი ლინზის შემთხვევაში .

1. თუ გამოსახულება ნამდვილია , თუ წარმოსახვითი .

1. თუ საგანი ნამდვილია d. საგანი შეიძლება წარმოსახვითიც იყოს და მაშინ , მაგალითად თუ ლინზას ეცემა სხივების კრებადი კონა.

გამოსახულების ზომების შეფარდებას საგნის ზომებთან ლინზის გამაიდიებლობა ეწოდება:

ცდისთვის საჭირო ხელსაწყოები და მასალები: ოპტიკური მერხი, რომელზედაც მოთავსებულია: ჩარჩოში მოთავსებული სინათლის წყარო (ჩარჩოზე დახაზულია ჯვრის ფორმის საგანი), ორმხრივამოზნექილი ლინზა, ეკრანი და მასშტაბიანი სახაზავი.


1. ოპტიკური მერხის თავში უძრავად მოათავსეთ სინათლის წყარო;

1. მერხის ბოლოს მოათავსეთ ეკრანი;

1. ეკრანსა და სინათლის წყაროს შორის მოთავსებულია ორმხრივამოზნექილი მოძრავი ლინზა;

1. ლინზა ამოძრავეთ მანამ, სანამ ეკრანზე საგნის მკაფიო გადიდებულ გამოსახულებას არ მიიღებთ;

1. აითვალეთ სათანადო მანძილები: საგნიდან ლინზამდე (d), გამოსახულებიდან ლინზამდე (f);

1. ცდა გაიმეორეთ 3-ჯერ, როცა სინათლის წყაროსა და ლინზას შორის არსებული d მანძილი დააკმაყოფილებს შემდეგ პირობას: (ე.ი. საგნის გამოსახულება გადიდებულია);

1. ეხლა ლინზა ამოძრავეთ მანამ, სანამ ეკრანზე საგნის მკაფიო შემცირებულ გამოსახულებას არ მიიღებთ;

1. აითვალეთ სათანადო მანძილები: საგნიდან ლინზამდე (d), გამოსახულებიდან ლინზამდე (f);

1. ცდა გაიმეორეთ 3-ჯერ საგნის შემდეგი მდებარეობისათვის: ;

1. (5) ფორმულით გამოთვალეთ შემკრები ლინზის ფოკუსური მანძილი;

1. გააკეთეთ გაანგარიშებები და გამოთვალეთ აბსოლუტური და ფარდობითი ცდომილებები;

1. შედეგები შეიტანეთ დაკვირვებათა ცხრილში;

1. გააკეთეთ საბოლოო დასკვნა და გაეცით საკონტროლო შეკითხვებს პასუხი.


№

მანძილი საგნიდან ლინზამდე (მ)

მანძილი ლინზიდან გამოსახულებამდე

(მ)

ფოკუსური მანძილი

(მ)

აბსოლუტური ცდომილება

ფარდობითი ცდომილება

1

2

3

1

2

3



საკონტროლო შეკითხვები (ს/დ)

1. რას ეწოდება ლინზა და გამოყენება აქვთ მათ?

1. რა სახის ლინზები არსებობს?

1. რას ეწოდება ლინზის ოპტიკური ძალა და რაა მისი ერთეული?

1. რა დამოკიდებულებაა ლინზის ფოკუსურ მანძილსა და ოპტიკურ ძალას შორის?

1. რას ეწოდება გამადიდებლობა?

1. რა სახე აქვს თხელი ლინზის ფორმულას?

1. რას ნიშნავს თხელი ლინზის ფორმულაში ნიშანი ?

1. ააგეთ გამოსახულებები ლინზაში საგნის სხვადასხვა მდებარეობისათვის.

4

V

A

1

R

2

R

1

A

2

A

1

I

2

I

2

V

1

V

ბათუმის სახელმწიფო საზღვაო...

Documents