Тербелмелі контурдағы электромагниттік тербелістер - Физика, 11 сынып, 1 - сабақ

Сабақтың мақсаты:

1. Білімділік мақсаты: Оқушы білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Тербелмелі контурдағы электромагниттік тербелістермен таныстырып солар жайлы түсінік қалыптастыру.
2. Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.
3. Тәрбиелік мақсаты: Адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу.

Сабақтың түрі:жаңа білімді қалыптастыру, жалпылау
Сабақтың әдіс-тәсілдері:  Әңгіме, лекция, дискуссия, кітаппен жұмыс.
Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер, 

Сабақтың барысы:

І. ДК. Ұйымдастыру кезеңі:  
1. Сәлемдесу;
2. Оқушыларды түгендеу;
3. Сынып болмесінің тазалығын тексеру;
4. Оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру (жұмыс орны, отырыстары, сыртқы түрлері);
5. Оқушылардың назарын сабаққа аудару.

ІІ. ДК. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.
А) теориялық білімдерін тексеру.
Ә) практикалық тапсырмаларын тексеру.
Б) есептерін тексеру.

ІІІ.ДК Білімді жан-жақты тексеру./ ІV. ДК. Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою.  
Бүгінгі негізгі мақсатымыз оқулық бойынша тербелмелі контурдағы электромагниттік тербелістермен танысамыз.

V. ДК.Жаңа материалды меңгерту: 
ТЕРБЕЛМЕЛІ КОНТУР.
ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТЕРБЕЛІСТЕР КЕЗІНДЕГІ ЭНЕРГИЯНЫҢ ТҮРЛЕНУІ
Ішінде еркін электромагниттік тербелістер бола алатын ең қарапайым жүйе конденсатордан және онын астарларына жалғанған катушкадан тұрады (1-сурет). Мұндай жүйе тербелмелі контур деп аталады.

Контурда неге тербелістер пайда болатынын қарастырайық. Конденсаторды ауыстырып-косқыш арқылы батареяға біраз уақыт жалғап, оны зарядтайық (2, а-сурет). Осы кезде конденсатор мынадай энергия алады:
мұндағы q_m - конденсатордың заряды, ал С - оның электр сыйымдылығы. 
Конденсатордың астарларының арасында U_m потенциалдар айырымы пай­да болады.
Енді ауыстырып-қосқышты 2-қалыпқа көшіреміз (2, ә-сурет). Конденсатор разрядтала бастайды да, тізбекте электр тоғы пайда болады. Тоқ күші бірден максималь мәніне жетпейді, бірте-бірте артады. Бұл өздік индукция құбылысынан болады. Тоқ пайда болған кезде айнымалы магнит өрісі де пайда болады. Осы айнымалы магнит өрісі өткізгіште құйынды электр өрісін туғызады. Құйынды электр өрісі магнит өрісі арта бастаған кезде тоққа қарсы бағытталады да, тоқтың лезде артуына бөгет жасайды.



Конденсатор разрядталған сайын электр өрісінің энергиясы кеми береді, бірақ сонымен кабат тоқтың маг­нит өрісінің энергиясы арта бастайды, ол мына формуламен анықталады:

,
мұндағы i - айналмалы тоқ күші, L - катушканың индуктивтігі.
Контурдың электромагнитгік өрісінің толық энергиясы W магнит және электр өрістерінің энергияларының косындысына тең болады:
Конденсатор толық разрядталған мезетте (q=0) электр өрісінің энергиясы нөлге тең болады. Ал тоқтың маг­нит өрісінің энергиясы энергияның сақталу заңы бойынша максимал бо­лады. Демек, бұл мезетте тоқ күші де І_m максималь мәніне жетеді.
Осы кезде катушка ұштарындағы потенциалдар айырымы нөлге тең болатынына қарамастан, электр тогы бірден тоқтай алмайды. Оған өздік индук­ция бөгет жасайды. Тоқ күші және оның туғызған магнит өрісі азая бастаса-ақ болды, тоқты демеп отыратын кұйынды электр өрісі пайда болады.


Нәтижесінде конденсатор, тоқ біртіндеп кеміп нолге тең болғанға шейін, қайыра ауысып зарядталады. Осы мезетте магнит өрісінің энергиясы да нолге тең болады, ал конденсатордың электр өрісінің энергиясы тағы да максималь мәніне жетеді.
Осыдан кейін конденсатор жаңадан қайыра зарядталады да, жүйе бастапқы күйіне қайта оралады. Егер энергия шығыны болмаса, онда осы процесс ұзаққа созылар еді. Тербеліс өшпейтін болар еді. Тербеліс периодына тең уақыт аралықтары өткен сайын, жүйенің күйі дәлме-дәл қайталанып отырар еді. Осы кезде толық энергия сақталар еді де, оның мәні кез келген уақыт мезетінде электр өрісінің максималь энергиясына немесе магнит өрісінің максималь энергиясына тең болған болар еді:



Бірақ шындығында энергия шығынының болатыны анық. Мысалы, этап айтқаңда, катушканың және жалғастырушы сымдардың R кедергісі бар, бұл электромагниттік өріс энергиясының біртіндеп өткізгіштің ішкі энергиясына айналуына келтірмей қоймайды.
Тербелмел контурда зарядталған конденсатордыңэлектр өрісінің энергиясы периодты түрде тоқтың магнит өрісінің энергиясша айналш отырады. Кедерг жоқ кезде электромагнитгік өрістің толық энергиясы өзгеріссіз қалады.

VІ. ДК. Оқытылып отырған  оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру.
§1.1 дайындық сұрақтарын талдау.

1. Тербелмелі контур деген не?
2. Идеал тербелмелі контур деп нені айтамыз?
3. Тербелмелі контурда электромагниттік тербелістер қалай пайда болады?

VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.

1. Есептер шығарту. 1.1.1.-1.1.4

VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын беру: §1.1 Есептер шығарту. 1.1.5.-1.1.7