Сабақтың тақырыбы: Электр зарядтары. Денелердің электрленуі Сабақтың мақсаты: Табиғаттағы денелердің электрленуін, электр зарядтарының өзара әсері кезінде ортада байқалатын электрлік күштерді бақылау, денелердің электрленуі кезіндегі экологиялық құбылыстың мәнін ашу; Сабақтың жүру барысы І. Жаңа сабақты түсіндіруге дайындық. Денелердің электрлену және зарядталу құбылыстарын өткен сыныптардағы материалдармен байланыстыра отырып денелердің зарядталуындағы үйкелістің әсерін және зарядтардың әсерлесуі жөніндегі мағлұматтарды қайталау ІІ. Жаңа материалды меңгеру Денелердің электрленуі кезіндегі пайда болатын электромагниттік күштер денелер мен бөлшектер арасындағы гравитациялық күштерге қарағанда анағұрлым көп болатынын түсіндіру. Электромагниттік күштердің шамасы денелердегі электр зарядына және электрленуіне байланысты. Электрлік күштердің басқа күштерден айырмашылығын көрсете отырып, табиғаттағы электромагниттік күштердің қоршаған орта мен табиғат құбылыстарына әсері және тірі организмдерге қатысты электр өрісінде байқалатын процесстер мен құбылыстары қарастырылды. Зарядтардың физикалық қасиеттерін қарастыру арқылы негізгі экологиялық мәселелерді қамтуға болады. Оқушыларға мынандай экологиялық мазмұндағы сұрақтар беріледі: Неліктен зарядталған денелер қашықтан да әсерлесе алады? Электр өрісінің әсері заряд шамасына байланысты. Табиғат құбылыстарындағы зарядтың әсерін қарастырсақ, найзағай – атмосферадағы аса қуатты электр разряды, оның кернеуі миллион вольтқа дейін, ал ток күші жүздеген мың амперге дейін жетеді. Табиғаттағы құбылыстар бұршақ жауғанда, қарлы боранда, дүлей дауыл соққанда электр өрісінің әсері жиі байқалады. Демек, біздіқ планетамыз электр өрісімен қоршалған. Көптеген жағдайда ауа – оң, жер – теріс зарядты болып келетіні белгілі болды. Қазіргі ғылыми тұрғыдан түсінік бере отырып, электр зарядтарының басқа бөлшектермен (ион, электрон, корпускула) әсерлесуі кезіндегі сыртқы ортаға тигізетін зиянды жақтары айтылады.Атап айтсақ, аэрозольдарда электр зарядтары тозаң бөлшектерінің бір-бірімен немесе ауамен әсерлесуінен құралады, яғни зарядталған бөлшектер бір-бірімен әсерлесіп, тыныс алу мүшелері арқылы адам организміне енеді, қоршаған ортадағы басқа адамдар да ол ауаны жұтады, олай болса қоршаған ортаға да, адамға да зияны бар. Денелердің үйкелiс арқылы электрлену құбылысы қатты денелер мен сұйықтар арасында да байқалады, сондықтан жанар-жағар май таситын машиналар мiндеттi түрде жерлестiрiлген болу керек, пайда болған артық заряд жерге берілуі тиіс.Техникамен қатар технологиялық процестерде де электр құбылыстарының экологиялық мәселелері көрсетіледі. Технологиялық процестерде қатты денені ұсақтауда, үгілетін заттардың шашылуы, өндірістік құрылғылардың металл бөліктерінің оқшаулануы кезінде үйкелістің әсерінен статикалық электрлену құбылысы байқалады, оның электрлік кернеуі ондаған киловольтқа дейін жетеді. Адам денесінің статикалық электрленуі, адам денесінен разрядтың жерге немесе жерлестірілген өндірістік құрылғыға берілуі кезіндегі не болмаса жерлестірілмеген құрылғыдан адам денесі арқылы электр разрядының жерге өтуі адамға әсер етіп, нерв жүйесіне жағымсыз жағдай туғызады. Темір жол рельстерінде болатын саңылаулар өзара сыммен жалғастырылады. Үйкелісетін зарядтар әсерінен күшті электр өрісі пайда болады, одан өрт шығуы мүмкін, ол қоршаған ортаға зиян келтіреді. Одан басқа да қолданбалы экологиялық материалдар политехникалық тұрғыдан қарастырылып, полиграфияда немесе ұшақтарды жанармаймен қамтамасыз етуде кездесетін мысалдары келтiріледі. ІІІ. Жаңа сабақты бекіту «Заряд» туралы негiзгi ұғым енгiзiлгеннен соң оқушылардың экологиялық білімін анықтау мақсатында төмендегiдей сұрақтар беріледі : 1. Табиғатта, күнделікті өмірдегі құбылыстарда байқалатын «заряд» ұғымын енгiзудегі экологиялық қажеттiлiк неден туындады? 2. Қоршаған ортада кездесетін оң және теріс зарядтардың табиғатын түсіндіріңіздер. 3. Дененің электрленуінің қандай зиянды жақтары бар? 4. Табиғатта, қоршаған ортада электр зарядтарына байланысты өзгерістер мен әр түрлі әсерлесулер энергияның айналу және сақталу заңына бағынатынын көрсетіңіздер. Қорытынды: Зарядтардың бір-бірімен әсерлесуі және олардың түрлері денелердің жалпы электростатикалық әсерін сипаттайды. Электростатикалық құбылыстар – энергияның айналу және сақталу заңына бағынып, бұл тараудағы экологиялық ұғымдардың (заряд, өріс, электрлік әсерлесулер) жетілдірілуін қамтамасыз етеді. Сабақтың тақырыбы: Электростатикалық индукция. Электр өрісі Сабақтың мақсаты: Күнделікті өмірде кездесетін электр өрісі, электростатикалық индукция құбылыстарының физикалық мәнін аша отырып, олардың қоршаған ортаға, адам организміне тигізетін әсерін түсіндіру І. Үй тапсырмасын тексеру Өткен материалды қайталау және электр заряды, денелердің электрленуі ұғымдарының экологиялық мағынасын толықтыру үшін төмендегідей сұрақтар берілді: 1) Табиғаттағы зарядтың түрлерін атаңыз және олардың әсерлесуін түсіндіріңіз. 2) Неліктен бүріккіш арқылы шашылған ұсақ иіс су тамшылары электрленеді? 3) Неліктен бензин таситын автоцистернаның корпусы жерге жалғастырылады? 4) Егер бір-біріне кигізілген капрон шұлықтың әрқайсысын қолымызға алып ауада ұстасақ, олардық ұлғайғанын көреміз. Неліктен? ІІ. Жаңа материалды ашу 1) Зарядталған дененің айналасында электр өрісі пайда болады. Электр өрісінің әсері ықпал арқылы беріледі, яғни дене индукция арқылы зарядталады 2) Электростатикалық индукция құбылысының экологиялық маңызы және заңдылықтары 3) Электр өрісінің күш сызықтарының сипаттамасы. Оң және теріс зарядтардың қоршаған ортада қозғалысы, әсерлесуі салдарынан пайда болатын электр өрісінің күнделікті қолданып жүрген техникалық құралдардың жұмыс істеуі кезінде адам организміне тигізетін экологиялық әсерін түсіндіру. Атап айтсақ, кез келген адам қолданып жүрген дербес компьютер дисплейінен берілетін электростатикалық өріс. Монитор жұмыс жасаған кезде кинескоп экранында электростатикалық заряд жинақталып, электр өрісі пайда болады.Әр түрлі жағдайлар үшін электростатикалық өрістің мәні 8-75 кВ/м аралығында ауытқитыны анықталған. Электр өрісінің биологиялық процесстерге әсерлеріне тоқталсақ: - Электр өрісінің интенсивтілігі - Электр өрісінің жиілігі - Электр өрісінің таралу уақыты - Электр өрісінің периоды (электр өрісінің әсер ету уақыты) Бұл әсерлердің бәрінің де экологиялық зардаптары бар.Қоршаған ортадағы электр өрісі индукциясының биологиялық әсері адам организміне, нерв жүйесіне әсер етіп, жүрек, қан-тамыр, тыныс алу аурулары пайда болады. Ақпараттық технология, ғылыми-техникалық прогресстің жетістіктері негізінде күнделікті өмірде қолданылатын жай, қарапайым телефоннан бастап үлкен экранды телеқондырғыларға дейін, олардағы электростатикалық өрістің әсері тұтынушы мен ортаға зиян екендігі айтылу керек. Электростатикалық индукцияның адам денсаулығына зиянды әсерінен қорғану барлық қондырғы, аппараттардың металл корпустарының арнайы немесе қорғаушы жерлестіргішке жалғастырылуы жолымен жүзеге асырылуы тиіс. Үлкен өндіріс орындарында жұмысшылар денсаулығын қорғаудың бір әдісі қоршаған ортада шоғырланған статикалық электр зарядтарын таратып жіберу арқылы жарылғыш және өртенгіш қоспалардың тұтануы немесе жарылуынан болатын зиянды факторлардың алдын-алу. Ол үшін: жұмыс алаңдары, есік тұтқалары мен құралдар сабын т.б. жерлестіру, ток өткізгіш аяқ-киім, антистатикалық халаттармен қамтамасыз ету сияқты негізгі қорғаныс шаралары жасалады. ІІІ. Осы айтылған түсініктерді дәлелдеу үшін және білімді бекіту мақсатында оқушыларға электр фильтрлерінің жұмыс істеу принципімен танысқаннан кейін төмендегідей тапсырма берілді. Тапсырма: Электроскопты түтінмен толтырып, оның стерженіне электрленген эбонит таяқшаны жақындатыңдар, түтін отырады. Неліктен? Фильтрлер қоршаған ортаға фабрика, завод, транспорт түрлерінен бөлінетін улы заттардың таралуын болдырмау немесе олардың мөлшерін азайту мақсатында қолданылады. Оның жұмыс принципі электрленген бөлшектердің қозғалысына негізделген. Оқушылар жауаптарынан кейін оларға электростатикалық зарядтың қасиеттері,оның қоршаған ортаға әсері жөнінде қорытындыланады. Сабақтың тақырыбы: Электр өрісінің кернеулігі Сабақтың мақсаты: Оқушыларға электр өрісі кернеулігін түсіндіре отырып, оның физикалық мәнімен қатар қоршаған ортаға экологиялық ықпалын көрсету Сабақтың жүру барысы: І. Үй тапсырмасын тексеру Үй тапсырмасын тексеру кезінде оқушылардың өткен материал бойынша экологиялық білім мен ұғымдарын анықтау мақсатында тест сұрақтарын беруге болады. Бұл сұрақтарға жауап беру кезінде өткен материалға тарихи шолу, теориялық бөлімді қайталау, электр өрісінің практикалық қолданылуы мен экологиялық жағына талдау жасалды. 1. Электр өрісі қандай факторға жатады? А) Қысқа мерзімді В) Әрекет ету уақытында ғана әсер ететін С) Ұзақ мерзімді D) Биотикалық 2. Табиғаттағы электр өрісін сипаттайтын физикалық шама А) Кернеулік, потенциал В) Магнит индукциясы С) Еркін түсу үдеуі D) Толқын ұзындығы 3. Электр өрісі, дыбыс және радиотолқындар, заттың бір күйден екінші күйге өтуі антропогендік фактордың қай түріне жатады? А) Механикалық В) Физикалық С) Химиялық D) Биологиялық 4. Өрістің қандай түрлерін білеміз? А) Гравитациялық, электр, күшті Б) Магниттік, электромагниттік, әлсіз С) Гравитациялық, электр, магниттік D) Әлсіз, күшті, гравитациялық, электромагниттік 5. Қоршаған ортадағы электр өрісінің күштік сипаттамасы болып табылатын физикалық шама А) Электр сыйымдылық В) Потенциалдар айырмасы С) Кернеулік D) Кедергі 6. Табиғаттағы электр өрісінің негізгі қасиеті, оның ...... күшпен әсер етуі А) Зарядталған бөлшектерге В) Атомдар мен молекулаларға С) Тұрақты магниттерге D) Иондарға Осы сұрақтарға берген жауаптарды талдай келе, электростатикалық өрісті сипаттайтын негізгі параметр – кернеулік ұғымының экологиялық әсері жөнінде баяндау. Жер бетіндегі электр өрісінің біртекті болмауы адамдардың іс-әрекетінің, әр түрлі ғимараттардың, завод мұржаларының әсерінен де болады. Қатты жел, дауыл, қарлы боранда атмосферадағы электр өрісінің кернеулігі артып, ауа массасында үлкен орын ауыстырулар болады. Соның салдарынан электр өрісі разрядтары пайда болады. Бұл разрядтардың алдын-алу мақсатында ірі өндіріс орындары, жанар-жағар май, мұнай сақтайтын резервуарларға жақын жайтартқыш, қабылдағыш сияқты күшті электр өрісінің шамасын реттеп отыратын қондырғылар орнатылады. Атмосфералық электрленудің ішінде адам үшін ең қауіптісі –найзағай. ІІ. Жаңа материалдың мазмұны Күнделікті өмірде кездесетін электронды есептеу машиналарындағы монитордың электростатикалық өрісінің әсеріне пернетақта мен «тышқан» үйкелісінен болатын электрлену де қосылады. Эксперименттердің көрсетулері бойынша пернетақтамен жұмыс істегенннен кейін де электростатикалық өрістің тез 2-12 кВ/м дейін өсетіні анықталған. Кейбір жұмыс орындарында жоғарыдағы құрылғылармен жұмыс істегеннен кейін қол аймағында электростатикалық өріс кернеулігінің 20 кВ/м-ден асатыны тіркелген. Бұл тақырыпта экологиялық мәселелерді қарастыратын нормативтік құжаттарды оқып-үйренудің де маңызы зор. «Электростатикалық өріс, оның жұмыс орнындағы шекті мәні және бақылау жүргізілуге қойылатын талаптар» ГОСТ 121.045-84 құжатында тағайындалғанындай, өріс кернеулігінің шекті деңгейі жұмыс орнындағы уақытқа да байланысты. Электростатикалық өрісте болу ұзақтығының шекті деңгейі 1 сағатта 60 кВ/м. Егер өріс кернеулігінің мәні осы мәннен асатын болса, сәйкесінше қорғаныс шаралары жасалуы керек. Статикалық электрленуден қорғану үшін технологиялық процестердің ерекшеліктері, жұмыс орнындағы микроклимат, ылғалдылық, қолданылатын материалдың физика-химиялық қасиеттері ескерілетіндігі айтылады. ІІІ. Жаңа тақырыпты бекіту және экологиялық білім мен ұғымды жетілдіру үшін оқушыларға төмендегідей сұрақтар қойылды. 1. Электростатикалық өрістен қорғанатын қандай құралдарды білесіз? 2. Электростатикалық өрістегі материалдың физика-химиялық қасиетін түсіндіріңіз және электростатикалық өрістен қорғанудың қандай жолдары бар? 3. Адамға жұмыс орнындағы ылғалдылық және микроклиматтың зиянды әсерін түсіндіріңіз?