Лампа накаливания. Электрические нагревательные приборы

Образовательные цели:

• изучить принцип действия и устройство ламп накаливания и электрических нагревательных приборов,
• показать, что области практического применения лампы зависят от их конструкций:
• дать почувствовать, насколько сложно деятельность изобретателя и как долог путь от изобретения до его внедрения в практику;
• выяснить причины короткого замыкания;
• изучить устройство и принципы действия предохранителя.

Развивающая цель: Развитие надпредметных компетенций:

1. учебно-организационных (умение осуществлять взаимоконтроль, самоконтроль, соблюдать технику безопасности при работе с приборами).
2. Учебно-интеллектуальных (умения доказывать, обобщать анализировать и делать выводы, объяснять явления, выбирать главное).
3. Учебно-информационных (умение работать с текстами учебника).
4. Учебно-коммуникативных (умение слушать других учащихся и учителя, сотрудничать в группе, планировать свою деятельность).

Воспитательные цели:

• воспитание у учащихся чувства гордости за соотечественников;
• приобщение учащихся к истории развития науки и культуры народа.

Оборудование к уроку: Компьютер, проектор.

Для эксперимента (на каждый стол): микроскопы, кусочки вольфрамовой нити, лампы с патронами, наборы ламп различных мощностей и конструкций, предохранители с основаниями, источники по 4 В, по 2 лампочки на подставке, амперметры, вольтметры, ключи, соединительные провода.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Мотивация. Постановка проблем.

/слайд 2/

– что общего у всех этих приборов?

/ученики: – они все нагреваются/

– Значит, как их можно назвать?

/ученики: – Электрические нагревательные приборы/

– Какой прибор отличается от всех других приборов?

/ученики: – Лампочка/

– А вы всё знаете об этих приборах? /– нет/

– Тогда, я вам предлагаю на уроке подробнее изучить данные приборы.

– Итак, тема урока: «Лампа накаливания. Электрические нагревательные приборы». /слайд 3/

/записывают тему в тетради/

– А что бы вы хотели узнать об этих приборах?

/ученики: – устройство и виды электрических лампочек; - применение; - устройство и принципы действия нагревательного элемента./

– Как будите работать: в парах или в группах

/ученики: – в группах/

III. Изучение нового материала.

1) – Для начала я вам предлагаю экскурсию в «историю развития электрического освещения» /слайд 3 по гиперссылке открывается презентация «История развития освещения»/

– ребята, сегодня вы будите работать с электрическими лампами, какие правила техники безопасности необходимо выполнить

/ученики: – не вытряхивать лампы, не ударять/

– А ещё необходимо работать с лампами в полотняных перчатках

– Почему?

/ученики: Для того чтобы лампа не выскользнула из рук./

2) а) Самостоятельная работа с учебником (8 минут). Задание: изучить устройство лампы и патрона стр. 112-113 в учебниках, подготовить рассказ

б) один из учащихся рассказывает по слайду устройство лампы и патрона.

/На столах у учащихся лампы и патроны./ /слайд 4/

– Почему нить электрической лампы изготовляют из вольфрама?

/ученики: «История развития освещения» Самый тугоплавкий металл (таблица 3 стр. 32) /

– Обратите внимание на нить лампы. Что вы о ней можете сказать?

3) фронтальный эксперимент: «Наблюдение кусочка вольфрамовой нити в микроскоп» Задание: зарисовать вид нити в тетрадь. /слайд 5/

– Почему нить делают в виде спирали? Выскажите свои предположения и докажите свою точку зрения.

/ученики: - для того чтобы повысить ее температуру/

Доказательство:

Q=I²Rt
R= ρl/s
Q= I²ρlt/s

– Сделайте вывод, глядя на получившуюся формулу.

/ученики: – чем длиннее нить и чем меньше площадь ее поперечного сечения, тем больше теплоты она выделяет/

– КПД лампы составляет от 3 до 15%, т.е. лампы являются больше тепловыми источниками, чем световыми.

4) У вас на столах наборы ламп

Задание: определите их мощность и рабочее напряжение, приведите примеры применения данных видов ламп

/ученики: – 220V освещение

50V для железнодорожных вагонов

12V и 6V для автомобилей

3,5 V и 1,5V для карманных фонарей

500Вт в прожекторах и проекционных аппаратах

24V в елочных гирляндах/

Демонстрация видов ламп накаливания /слайды 6-17, показ настроен автоматически/

5) Представьте себе, что у вас есть лампа, на цоколе которой не указано ни напряжения, ни мощности, на которую она рассчитана. Как вы определите мощность пампы?

/ученики: – с помощью амперметра и вольтметра, затем рассчитать мощность./

Задание: определить мощность и работу тока в маломощной электрической лампе , с помощью предложенного оборудования. (амперметр, вольтметр, источник, лампа на подставке, ключ, соединительные провода) /слайд 18/

/Учащиеся выполняют эксперимент, результаты оформляют в тетради. Для слабых учащихся инструкция в учебнике лабораторная работа №7, стр. 172./

– Запишите вывод по вопросу 6 на стр. 172 в лабораторной работе № 7.

6) – А вы никогда не обращали внимание, как электрические лампы включаются в сеть? Давайте выясним. /слайд 19/

– Какими способами лампы могут быть включены в сеть?

/ученики: – лампы можно включать в сеть двумя способами последовательно и параллельно, они будут гореть по-разному/

– Выполните эксперименты, используя оборудование: две лампы на подставках, источник, ключ, соединительные провода

/выполняют эксперимент/

– Сделайте вывод по результатам эксперимента.

/ученики: Лампы лучше включать параллельно, так как они горят в этом случае ярче./

7) – Вернемся к нагревательным приборам

– что общего у них?

/ученики: – Нагревательный элемент/

А) самостоятельная работа с учебником.

Задание: изучить устройство нагревательного элемента по учебнику стр. 113-115. Подготовить рассказ.

Б) Один из учащихся рассказывает устройство нагревательных элементов и их особенности в различных приборах. /слайд 20/

8) Электрические цепи всегда рассчитаны на определенную силу тока, если сила тока превышает допустимую, то провода сильно нагреваются и воспламеняются.

– Как вы думаете, что может быть причиной возрастания силы тока?

/ученики: – Одновременное включение мощных потребителей.

– Короткое замыкание./ /слайд 21/

– А что такое короткое замыкание? /слайд 22/

(короткое замыкание – это соединение концов участка цени проводником, сопротивление которого мало по сравнению с сопротивлением цепи)

– Что может быть причиной короткого замыкания?

/ученики: – ремонт проводки под напряжением, случайное соприкосновение оголенных проводов/

– Короткое замыкание применяется в электрической дуге при сварке металлов.

– Как можно избежать возрастания силы тока?

/ученики: – Применять предохранители./

Самостоятельная работа с учебником.

Задание: изучить устройство предохранителя по учебнику стр. 116, Подготовить рассказ.

Б) Один из учащихся рассказывает устройство предохранителя по слайду /слайд 23/

В) демонстрация предохранителей; - плавкие предохранители

– предохранители, действие которых основано на тепловом расширении,

– предохранители, применяемые в радио и телеаппаратуре.

IV. Закрепление.

/слайд 24/

– Зачем баллон лампы заполняют инертным газом?

– Спираль электрической плитки при ремонте укоротили. Изменится ли при этом накал и мощность плитки, если ее включить в сеть?

– Будет ли предохранитель отвечать своему назначению, если свинцовую проволоку заменить стальной?

V. Домашнее задание.

/слайд 25/

А) п. 54, 5 5, подготовиться к повторению по теме: «Электрические явления».

Б) Творческое задание для желающих: составить кроссворд (8-10) слов или написать сочинение «Что я узнал, изучив тему «Электрические явления»

VI. Подведение итогов.

/слайд 26/

– Кому бы вы поставили оценки и почему? (учитывается деятельность учащихся в группах),

символьная рефлексия /ученики проставляют на листочках значки, соответствующие их выбору под цифрами 1-3/

– важность темы:

– любопытно
– интересно
– необходимо

– Понимание. Понял:

– плохо
– хорошо
– отлично

– Самооценка:

– запомнил мало
– усвоил основное
– знаю

Сопровождающий текст к презентации «История развития освещения»

• Слайд 2. Первым источником тепла, а заодно и света, является костер. Потом костер превратился в свой передвижной вариант – факел, а также минимизировался до лучины. Предназначением и костра и факела все-таки было не только освещение, но и генерация тепла. Поэтому первой «лампой» можно назвать именно лучину.
• Слайд 3. Долгие века такой источник света вполне устраивал людей. Но он был не эффективным источником света. Поэтому появились масляные лампы.
• Слайд 4. Следующим этапом явилось изобретение восковой свечи. Затем на долгое время прогресс для ламп сводился к вариациям в конструкции масляных ламп и свечей.
• Слайд 5. В начале ХIХ века появились парафиновые свечей и керосиновые лампы.
• Слайд 6. Керосиновые лампы видоизменились, появились керосиновые фонари, которые использовались для уличного освещения.
• Слайд 7. Осенью 1802 г. профессор физики Петербургской медико-хирургической академии Василий Владимирович Петров производил опыты с помощью построенной им самим огромной батареи гальванических элементов. В.В. Петров взял два угольных стерженька, соединил один из них с положительным полюсом электрической батареи, другой – с отрицательным и приблизил угли один к другому. Внезапно в воздухе между ними возникло ослепительно яркое изогнутое белое пламя – электрическая дуга. В.В. Петров поставил много опытов с электрической дугой и предсказал, что электрическая дуга получит применение в технике для освещения и нагревания. Открытие В.В. Петрова было очень скоро незаслуженно забыто.
• Слайд 8. Позднее Петр Николаевич Яблочков усовершенствовал дуговую лампу Петрова. В 1876 году на выставке точных физических приборов в Лондоне П. Н. Яблочков демонстрировал перед посетителями необыкновенную “электрическую свечу”. Эта свеча горела ослепительно ярким светом.
• Слайд 9. В том же году “свечи Яблочкова” появились на улицах Парижа. Помещенные в белые матовые шары они давали яркий приятный свет. В короткое время чудесные свечи завоевали всеобщее признание. Ими освещались лучшие гостиницы, улицы и парки крупнейших городов Европы.
• Слайд 10. Электрическая лампа накаливания изобретена русским изобретателем Александром Николаевичем Лодыгиным. В стеклянный баллон А. н. Лодыгин поместил тонкий угольный стержень между двумя медными держателями. Такая лампа светила всего полчаса, потом его угольный стерженек сгорал. Позднее А. Н. Лодыгин изготовил лампочку со сферической колбой, из которой был выкачен воздух, причем, снаружи, воздух в нее не просачивался. Угольный стержень такой лампы светился уже несколько десятков часов. Заявку на патент на свою лампу А.Н. Лодыгин подал 14 октября 1872 года. И только осенью 1874 года Академия наук присудила А.Н. Лодыгину Ломоносовскую премию. Вскоре Лодыгин получил патент на свой способ освещения в 10 странах мира.
• Слайд 11. Все-таки лампочки Лодыгина служили не долго. Нужно было проделать еще тысячи опытов, чтобы создать прочную нить накаливания. А денег у ученого не было. Американский ученый Эдисон проделал 6000 опытов со своими помощниками, чтобы найти самый прочный материал для угольных нитей японский бамбук – и лучший способ их приготовления. В конце 1879 года Эдисон создал лампу с винтовым цоколем и патроном.
• Слайд 12. Лодыгин потратил 27 лет жизни на поиски лучшего материала для нити лампы накаливания! В 1890 году он получил в Америке патент на лампу с нитью из тугоплавких металлов – вольфрама и молибдена. Во всем мире с тех пор нити для электрических ламп делают из вольфрама, температура плавления которого – 3380 градусов по шкале Цельсия.
• Сейчас наша электроламповая промышленность выпускает в год миллиарды самых разнообразных ламп накаливания. Современная лампа накаливания – очень удобный, безопасный и дешевый источник света.