FizikaArvydas Kanapickas

Rigonda Skorulskienė

7Vadovėlis

3

Apie vadovėlį · 41 skyrius. Įvadas · 6 1. Sveiki atvykę į fizikos šalį · 8 2. Kas yra fizika? · 10 3. Mes – Saulės sistemos gyventojai · 122 skyrius. Šviesos pasaulyje · 14 1. Ar matomas šviesos spindulys? · 16 2. Skaidrieji ir neskaidrieji kūnai · 18 3. Šešėlis ir pusšešėlis · 20 4. Mėnulio fazės. Planetų judėjimas · 22 5. Šviesos atspindys · 24 6. Veidrodžiai · 26 7. Lęšis. Akis · 28 8. Skyriaus apibendrinimas ir kartojimas · 31 3 skyrius. Medžiagos ir šiluma · 32 1. Iš ko sudaryti kūnai? · 34 2. Atomų ir molekulių judėjimas · 36 3. Medžiagos būsenos · 38 4. Šiluminis plėtimasis ir temperatūra · 40 5. Skyriaus apibendrinimas ir kartojimas · 43 4 skyrius. Elektra · 44 1. Įelektrinimas · 46 2. Elektros srovė · 48 3. Elektros energija · 50 4. Elektrinės grandinės · 52 5. Elektros energijos gamyba · 54 6. Skyriaus apibendrinimas ir kartojimas · 575 skyrius. Fizikiniai dydžiai ir jų matavimas · 58 1. Matavimo vienetų sistemos · 60 2. Fizikiniai dydžiai · 62 3. Didelių ir mažų dydžių pasauliai · 64 4. Kūnų matmenų radimas · 66 5. Plotas ir tūris · 68 6. Tiriamasis darbas. Kūno ploto ir tūrio skaičiavimas · 70 7. Masė · 72 8. Medžiagos tankis · 74 9. Tiriamasis darbas. Medžiagos tankio nustatymas · 76 10. Laikas · 78 11. Skyriaus apibendrinimas ir kartojimas · 81Mokymosi žingsniai · 82 Kaip atliekamas tiriamasis darbas · 82 Priedai · 88 1. Be matematikos – kaip be rankų · 84 2. Paklaidos · 86 3. Kaip sprendžiami kokybiniai uždaviniai · 88 4. Kaip sprendžiami kiekybiniai uždaviniai · 90Žodynėlis · 92

Turinys

44

Ką sužinosite?

• Kada ir kaip įelektrinami kūnai.

• Kas yra elektros srovė ir ko reikia, kad ji tekėtų.

• Kuo elektros srovė yra pavojinga žmogui.

• Kaip tekant srovei elektros energija virsta šiluma.

• Kaip laidai, kuriais teka elektros srovė, veikia magnetinę rodyklę.

• Koks yra cheminis elektros srovės poveikis.

• Kaip gaminama elektros energija.

Ko išmoksite?

• Apsisaugoti nuo elektros traumų.

• Braižyti paprasčiausių elektrinių grandinių schemas.

• Tausoti elektros energiją.

Kaip tai galėsite išmokti?

• Atidžiai klausydami mokytojo.

• Atlikdami praktines užduotis.

• Atlikdami bandymus.

• Naudodamiesi internete pateikiama informacija.

4 skyrius ELEKTRA

45

Kur tai galėsite pritaikyti?

• Per audrą saugodamiesi nuo žaibo.

• Naudodamiesi elektriniais prietaisais.

• Suteikdami pagalbą žmogui, patyrusiam elektros traumą.

• Jungdami paprasčiausias elektrines grandines.

• Taupydami elektros energiją, tausodami gamtą.

46

Bandymas. Plastikiniu rašikliu palieskite mažas popieriaus skiaute-les – niekas nevyksta. Tada patrinkite rašiklį į vilnonio drabužio rankovę ar plaukus ir vėl palieskite (4.1 pav.). Popieriaus skiautelė prilimpa prie rašik lio, kadangi trindami rašiklį įelektrinote. Įelektrinimo didumas nusakomas krūviu.

Prisiminkite atomo sandarą (3 skyrius, 1 tema). Ar įmanoma išlaisvinti elektronus? Branduolys laiko elektronus

nevienodai stipriai. Tvirčiausiai laikomi vidiniai elektronai, o išori-nius elektronus nesunku atplėšti, patrynus vieną kūną į kitą.

Šukuojantis plastikinėmis šukomis, plaukai ir šukos įsielektrina: šukos – neigiamai, o plaukai – teigiamai. Kodėl įsielektrina taip, o ne atvirkščiai? Tai priklauso nuo to, kurios medžiagos atomų branduo-liai elektronus laiko tvirčiau. Tas kūnas, kurio elektronai laisvesni, juos praranda (4.2 pav.).

Kūnas, kuriam trūksta elektronų, yra įelèktrintas tegiamai, o kūnas, turintis elektronų pertek lių, – įelèktrintas negiamai.

Ar plaukai, netekę elektronų, palengvėja? Elektronai yra labai maži ir lengvi, todėl, jiems perėjus iš vieno kūno į kitą, kūnų masės beveik nesikeičia.

Tikriausiai pastebėjote, kad kartais plaukai limpa prie šukų. Taip yra todėl, kad nevienodai įelektrinti kūnai (turintys priešingo žen-klo krūvius) vienas kitą traukia, o vienodai įelektrinti kūnai (tu-rintys to paties ženklo krūvį) vienas kitą stumia.

Netrinkite rašiklio ilgai! Jo nepavyks įelektrinti labai smarkiai. Kū-nas, turintis didelį elektronų pertek lių, nebepriima papildomų elek-tronų, nes elektronai vienas kitą stumia.

Kūnams įsielektrinant, naujų elektronų neatsiranda, jie tik pe-reina iš vieno kūno į kitą. Pavyzdžiui, suglaudus du vienodo dy-džio ir iš tos pačios medžiagos pagamintus, bet skirtingai įelektrintus kūnus, elektronai užima laisvas vietas ir likęs krūvis pasiskirsto po lygiai (4.3 pav.). Kūnai tampa įelektrinti vienodai.

1Įelektrinimas

Netrukus

• Sužinosite, kada ir kaip

įelektrinami kūnai.

4.1 pav.

4.2 pav. 4.4 pav. 4.3 pav.

Prieš sąlytį

Po sąlyčio

47

4 s k y r i u sE L E K T R A

❶ Kodėl šukuojantis plaukai limpa prie plastikinių šukų?

❷ Kaip pasikeičia gintaro ir vilnonio audinio masė juos patrynus vieną

į kitą?

❸ Gintaro gabalėlis įelektrinamas neigiamai jį patrynus vilnoniu audi-

niu. Kokių dalelių neteko audinys?

❹ Kodėl balionai pakimba palubėje (4.5 pav.)?

❺ Kas atsitiks, jei pripūstus du balionus patrinsime į vilnonį audinį, paka-

binsime ant siūlų ir suglausime? Išbandykite.

❻ Kodėl pasišiaušia vaiko plaukai (4.6 pav.)?

❼ Nupieškite, kaip persiskirstys krūviai, suglaudus rutuliukus (4.7 pav.).

Klausimai ir užduotys

Žaibuojant oras įkaista iki 30 000 °C ir labai sparčiai išsiplečia, tai sukelia garsų perkūnijos dundėjimą –griaustinį. Žemėje kasmet nugriau-dėja apie 16 000 000 perkūnijų (apie 44 000 per parą). Apie 2000 perkūnijų kiekvieną sekundę sukelia 50–100 išlydžių į Žemės paviršių. Lietuvojè perkūnijos susiformuoja lėtai iš pietų judančių frontų kamuo-liniuose lietaus debesyse. Per metus Lietuvojè būna 19–30 (kartais 40) dienų su perkūnijomis. Ãmalas – žaibas be griaustinio de-besų viduje.

Tai įdomu

. Tegiamai įelèktrintas knas . Negiamai įelèktrintas knas

Žodžių bankas

Natūralaus įsielektrinimo pavyzdys – žaibas (4.4 pav.). Žaibų yra įvairių: linijinių (tarp debesų ir Žemės, tarp gretimų debesų arba pačiame debesyje) ir kamuolinių.

Debesys sudaryti iš ledo kristalėlių ir vandens lašelių. Debe-sies viršuje esantys vandens lašeliai turi teigiamąjį krūvį, o esantys apačioje – neigiamąjį krūvį. Kai lašeliai įsielektrina labai stipriai, trauka tarp neigiamųjų ir teigiamųjų krūvių tampa tokia didelė, kad šoka kibirkštis. Taip dažniausiai susidaro žaibas.

Žaibavimo išvengti neįmanoma, bet apsisaugoti galima. Tinkla-lapio http://mkp.emokykla.lt/gamta5–6/lt paieškos eilutėje įra-šykite žodžius apsauga nuo žaibo ir sužinosite, kaip apsisaugoti.

4.6 pav.

4.7 pav.

4.5 pav.

Metalinis rutulys – įrenginys, kuris kaupia elektronus. Vienodi krūviai stumia vienas kitą, todėl išsidėsto tolygiai rutulio paviršiuje.

Kadangi krūviai kaupiasi kūnų smaigaliuose – tai į vaiko plaukus elektronų priteka itin daug. Jų sąveikos nesulaiko nė didelis

atstumas tarp atskirų plaukų.

a

b

- - -- ---- - - ------- - - - -

-----

-

- --

48

2Elektros srovė

Netrukus

• Prisiminsite, kas yra

elektros srovė ir ko reikia,

kad ji tekėtų.

• Sužinosite, kuo elektros

srovė pavojinga žmogui ir

kaip apsisaugoti nuo elektros

traumų.

Prisiminkite, kas yra elektros srovė ir kokių sąlygų reikia, kad ji te-kėtų. Elèktros srov – kryptingas elektringųjų dalelių (dažniausiai elektronų) judėjimas. Tik tada, kai sukuriama uždaroji grandinė nuo neigiamojo iki teigiamojo baterijos (srovės šaltinio) poliaus ir ja juda elektronai, atsiranda elektros srovė. Taigi kad tekėtų elektros srovė (4.8 pav.), reikia

1) laisvųjų ir krūvį turinčių dalelių (elektronų, jonų); 2) jėgos, verčiančios kryptingai judėti elektringąsias daleles; 3) iš laidininkų sudarytos uždarosios grandinės. Elektros grandinė yra kelias, kuriuo gali tekėti elektros srovė.Kai kurių atomų branduoliai silpnai traukia išorinius elektronus,

todėl jie atitrūksta nuo atomų ir laisvai juda po visą medžiagą. Tai bū-dinga daugumai metalų. Ar tokių laisvų elektronų judėjimas yra elek-tros srovė (4.9 pav., a)? Tikrai ne. Laisvieji elektronai metaluose juda chaotiškai – panašiai kaip molekulės ore ar skystyje. Tik atsiradus elektros jėgai dalis elektronų pradeda judėti kryptingai (4.9 pav., b). Elektronų krūvis yra neigiamas, todėl jie juda teigiamojo poliaus link. Bet elektros srovės kryptimi susitarta laikyti kryptį nuo teigiamojo srovės šaltinio poliaus neigiamojo link. Taip susiklostė istoriškai, o dabar šis faktas kelia problemų mokiniams.

Medžiagos, gerai praleidžiančios elektros srovę, vadinamos elèkt-ros ladininkais. Juose yra daug laisvų judrių elektringųjų dalelių.

4.8 pav.

4.9 pav. a b

Elèktros izoliãtoriai – medžiagos, kurios elektros srovės nepra-leidžia. Visuose izoliatoriuose nėra judrių elektringųjų dalelių, nes elektronus tvirtai laiko atomų branduoliai.

Įvairios medžiagos skirtingai praleidžia elektros srovę. Patys ge-riausi elektros laidininkai yra metalai. Jau žinote, kad juose daug lais-vųjų elektronų. Iš metalų išsiskiria spalvotieji metalai, ypač varis ir aliuminis, todėl jungiamieji laidai dažniausiai gaminami iš jų.

Tik distiliuotas (grynas) vanduo yra blogas elektros srovės laidi-ninkas. Upės, šulinio, gręžinio vandenyje yra daug ištirpusių priemai-

Baterija

Elektronas

Atomas

Elektronų judėjimo kryptis

Nėra elektros srovės Teka elektros srovė

Vario atomas arba jonas

Elektronas

Teigiamasispolius

Neigiamasispolius

+ –

49

4 s k y r i u sE L E K T R A

šų, tad vandens laidumas padidėja beveik 100 kartų. Apie 60 procentų žmogaus kūno masės sudaro vanduo. Jo yra raumenyse, kauluose ir kraujyje. Taigi žmogaus kūnas laidus elektros srovei. Elektra visada ieško trumpiausio kelio pasiekti žemę, todėl neatsargiai elgiantis gali-ma patirti elektros traumų (4.10 pav.). Elektros srovės poveikis žmo-gui priklauso nuo jos stiprumo, veikimo trukmės, srovės kelio ir or-ganizmo savybių. Nukentėjęs nuo elektros srovės žmogus gali netekti sąmonės, jam gali sustoti širdis ir kvėpavimas. Skubėdami į pagalbą, visada prisiminkite, kad negalima plikomis rankomis ar basomis lies-tis prie nelaimės ištikto žmogaus (4.11 pav.). Daug naudingos infor-macijos, kaip saugiai elgtis su elektriniais prietaisais, rasite internete: www.elektromagija.lt (skyrelis „Saugumas“, nuoroda Saugi elektra) ir http://mkp.emokykla.lt/imo/lt/mo/411/.

❶ Prie srovės šaltinio neprijungtame variniame laide yra laisvai judančių

elektronų. Kodėl laidu neteka elektros srovė?

❷ Kokia kryptimi uždarojoje grandinėje juda elektronai? Kodėl?

❸ Kaip pakeisti elektronų judėjimo kryptį grandinėje?

❹ Kodėl negalima pilti į elektrinį virdulį vandens, kai virdulys įjungtas

į elektros tinklą?

❺ Panaršykite po internetą teorijoje nurodytais adresais ir parašykite

10 septintokui svarbiausių saugaus elgesio su elektriniais prietaisais

taisyklių. Aptarkite jas su draugais.

Klausimai ir užduotys

Jeigu jungiamieji laidai būtų gami-nami ne iš vario, o iš geležies, tai laido skerspjūvis būtų 5–10 kartų didesnis. Auksas, sidabras – labai geri laidinin-kai, tačiau tai brangūs metalai, todėl jais dengiami tik laidų galiukai. Nikelio lydiniai, pavyzdžiui, nichro-mas, praleidžia elektros srovę beveik 100 kartų blogiau negu varis. Tai reiškia, kad nichromas smarkiai kaista. Dėl to iš nichromo vielos gaminami elektriniai šildytuvai. Daug įdomybių apie elektrą –www.elektromagija.lt.

Tai įdomu

. Elèktros srov . Elèktros ladininkas . Elèktros izoliãtorius

Žodžių bankas

Dirbdami avėkite sausus guminius batus, mūvėkite pirštines, kad elekt rinė grandi-nė būtų atvira ir elektronai negalėtų tekėti kūnu.

4.10 pav.

4.11 pav.

50

3Elektros energija

Netrukus

• Sužinosite, kaip tekant

srovei elektros energija virsta

šiluma.

• Išsiaiškinsite, kaip laidai,

kuriais teka elektros srovė,

veikia magnetinę rodyklę.

• Sužinosite, koks yra

cheminis elektros srovės po-

veikis.

Kad kišeninis žibintuvėlis šviestų, žaislinis automobilis važiuotų, reikia elektros energijos. Paprasčiausias elèktros enèrgijos šaltnis yra galvaninis elementas arba iš kelių elementų sudaryta baterija. Elementas sudarytas iš dviejų skirtingai įelektrintų plokštelių (polių). Teigiamasis elemento polius (anglis) įelektrintas teigiamai, tačiau jį sudarantys anglies jonai negali ištrūkti iš kietojo kūno. O elektronai, esantys neigiamajame poliuje (cinkas), pradeda judėti, kai tik atsiran-da kuo. Tam tinka paprasčiausia viela. Kai elemento poliai sujungia-mi, elektronai nepaliaujamu srautu lekia teigiamojo poliaus link.

Pakeliui elektronai išjudina kitus atomus. Vieni kitų stumiami elektronai (vienodą krūvį turinčios dalelės viena kitą stumia) juda, kol susiduria su kliūtimi (atomais). Atsitrenkę elektronai praranda dalį energijos, nes perduoda ją atomams – šie ima smarkiau virpėti (4.12 pav.). Po susidūrimo elektronų judėjimas greitėja, jie vėl atsitrenkia į kitus atomus. Taip elektronai juda, kol pasiekia teigiamąjį polių. Medžiagoje judantys elektronai didina atomų šiluminį judėjimą, todėl kūnas kaista – tai šilumnis srovs póveikis.

4.12 pav.

Elektros energija, sukaupta galvaniniame elemente, virsta kitos rūšies energija – šilumine.

Kad elektros energija virsta šilumine, galima pastebėti iš kaistan-čio lygintuvo, elektrinio virdulio ir kitų elektrinių prietaisų. Laidai smarkiai neįšyla, nes jų storis vis dėlto yra didelis ir elektronai turi daug erdvės judėti, elektronų susidūrimai su atomais retesni. Elek-trinio prietaiso kaitinimo elementas gaminamas iš labai plono laido. Tekant srovei, pro kaitinimo elementą lekia tiek pat elektronų, kiek ir

4.13 pav.

Atomasarba jonas

Ten, kur jungiamasis laidas susiaurėja, mažiau ir erdvės elektronams judėti, jie dažniau susiduria su atomais ir smarkiau įkaitina laidą.

Baterija

Elektronas

Elektronai atsitrenkia į atomus ir šie smarkiau virpa.

+ –

51

4 s k y r i u sE L E K T R A

. Elèktros enèrgijos šaltnis . Šilumnis srovs póveikis . Magnètinis srovs póveikis . Chèminis srovs póveikis

Žodžių bankas

❶ Kodėl į grandinę įjungus galvaninį elementą juda elektronai,

o ne teigiamieji jonai?

❷ Kaip elektros energija virsta šiluma?

❸ Kodėl kaista elektros lemputės siūlelis, o jungiamieji laidai – ne?

❹ Įsižiūrėkite į 4.14 paveikslą. Kodėl „sugedo“ kompasas?

❺ Kodėl sunku pagaminti labai didelės talpos elementų bateriją?

Klausimai ir užduotys

storuoju laidu, tačiau čia elektronams judėti yra mažai erdvės, jie daž-niau susiduria su atomais ir juos smarkiau išjudina – ta vieta įkaista. Elektros lemputės siūlelis įkaista tiek, kad ima švytėti (4.13 pav.).

Tačiau laidai ne tik šyla. Apie laidą, kuriuo teka elektros srovė, susikuria magnetinis laukas. Šis magnetinis laukas veikia magneto magnetinį lauką, todėl kompaso rodyklė nukrypsta (4.14 pav.). Tai magnètinis srovs póveikis. Juo pagrįstas elektros variklio, elektro-magneto veikimas (4.15 pav.).

Kai elektros srovė teka medžiagų tirpalais, ant panardintų plokš-telių nusėda kuri nors medžiaga (4.16 pav.). Šis reiškinys parodo chèminį srovs póveikį. Jis taikomas medžiagoms gryninti, pavir-šiams kitomis medžiagomis padengti.

4.14 pav. 4.15 pav.

4.16 pav.

Kai kurie vandens gyvūnai, pavyzdžiui, rajos ar unguriai, yra tikri gyvi galva-niniai elementai. Jie sukelia elektros srovę gindamiesi arba puldami. Tačiau vandens gyvūnai retai naudojasi šiuo „ginklu“, nes tam reikia labai daug energijos. Žmonių mirčių dėl to nepasitaikė. Neretai pažeidžiant augalus juose atsiranda srovė. Lapų, stiebo atpjovos visada turi neigiamąjį krūvį, palyginti su kitais augalo audiniais.

Tai įdomu

Vario plokštelės

Sulfato jonas Vario jonas

Anodas Katodas Vario sulfato tirpalas

52

4Elektrinės grandinės

Netrukus

• Išmoksite braižyti papras-

čiausių elektrinių grandinių

schemas.

Jau žinote, kad elektrinę grandinę sudaro tokie elementai: elèktros srovs šaltnis, elektros energijos imtùvai (lemputės, šildymo prie-taisai, elektros varikliai ir pan.), vadymo pretaisai (jungikliai) ir jungiameji laida imtuvams su srovės šaltiniu sujungti.

Išnagrinėkite paprasčiausią grandinę (4.17 pav.) – galvaninis ele-mentas, lemputė ir jungiklis. Elektros srovė teka grandine tik tada, kai ji yra uždara. Jungikliu grandinę galima nutraukti arba sujungti.

Kas sudaro elektrinę grandinę ir kaip ji jungiama, galima pavaizduoti brėžiniu. Jame grandinės elementai (srovės šaltinis, imtuvai, jungikliai, jungiamieji laidai) vaizduojami sutartiniais ženklais (4.1 lentelė). Pats brėžinys vadinamas elektrnės grandnės schemà, arba elektrinè schemà (4.18 pav.).

4.17 pav.

4.18 pav.

Grandinės elemento pavadinimas Jo atvaizdas Sutartinis

ženklas

Galvaninis elementas

Elementų baterija

Lemputė

Jungiklis

Jungiamasis laidas

Sujungti laidai

Susikertantys laidai

Gnybtai

Elektrinis skambutis

4.1 lentelė

53

4 s k y r i u sE L E K T R A

❶ Nubraižykite 4.19 pav. elektrinės grandinės schemą.

❷ Nubraižykite 4.20 pav. elektrinės grandinės schemą.

❸ Įsižiūrėkite į 4.20 pav. Kiek lempučių dega, kai

a) įjungtas tik 1 jungiklis? b) įjungtas tik 2 jungiklis?

c) įjungtas tik 3 jungiklis? d) įjungtas 1 ir 2 jungikliai?

❹ Kuriuos jungiklius reikia įjungti, kad degtų dvi lemputės (4.20 pav.)?

❺ Nubraižykite 4.21 pav. elektrinės grandinės schemą. Kuo ji skiriasi nuo

4.19 pav. schemos?

Klausimai ir užduotys

. Elektrnės grandnės schemà . Elèktros enèrgijos imtùvai . VaĨdymo pretaisas . Jungiamàsis ladas

Žodžių bankas

4.1 lentelėje pateikiami tik tie sutartiniai ženklai, kurių prireiks tiriamųjų darbų schemoms braižyti. Sudėtingas elektrines grandines sudaro labai daug elementų.

Keletas patarimų, kaip braižyti elektrines schemas: • braižykite pieštuku ir liniuote; • nebraižykite grandinės elementų ant schemos kampų; • jungiamuosius laidus stenkitės brėžti taip, kad schemoje būtų

kuo mažiau vingių ir susikirtimų. Gyvenime retai jungiame sudėtingas elektrines grandines. Daž-

niausiai įjungiame arba išjungiame elektrinius prietaisus. Tačiau ne-pamirškite, kad įjungiant į elektros tinklą ar išjungiant iš jo elektrinio prietaiso jungiklis turi būti išjungtas – kitaip prietaisas greitai suges.

Jei naudojate ilgintuvą, niekada nejunkite kartu daug elektrinių prietaisų (skalbyklės, indaplovės, lygintuvo, virdulio ir kt.). Paprastą elektros tinklo kabelį sudaro trys vienas nuo kito izoliuoti laidai. Jei laidai per ploni arba jais teka per didelė srovė, jie smarkiai įkaista ir izo-liacinė medžiaga išsilydo. Tokių laidų susilietimo vietoje temperatūra padidėja tiek, kad arti esančios degiosios medžiagos užsiliepsnoja.

Elektros srovė gali tekėti ir žmogaus kūnu, todėl nejunkite net-varkingų elektros prietaisų, patikrinkite, ar nepažeista laido izoliacija. Pagrindinė saugumo taisyklė – nesudarykite uždarosios grandinės:žmogaus kūnas, srovės šaltinis ir žemė.

4.19 pav. 4.20 pav.

4.21 pav.

1

2

3

54

Bandymas. Pasidarykite bateriją iš citrinų (4.22 pav.). Baterijose elektros energija gaminama vykstant cheminėms reakcijoms.

Norint pagaminti daugiau elektros energijos naudojamas elektros generatorius. Gaminant elektros srovę generatoriumi reikia sukti vie-los rėmelį tarp magneto polių (4.23 pav.). Elektros variklyje vielos rė-meliu teka srovė ir dėl to jis sukasi tarp magneto polių. Generatorius veikia priešingai negu elektros variklis.

Elektrinėse generatoriaus veleną suka garo, vėjo ar vandens turbi-na. Vėjo generatoriuose mechaninė vėjo judėjimo energija verčiama elektros energija. Kai vėjas nurimsta, toks generatorius elektros ener-gijos nebetiekia.

Hidroelektrinėse turbiną suka tekantis vanduo – mechaninė van-dens judėjimo energija verčiama elektros energija.

Šiluminėse elektrinėse deginamas įvairių rūšių kuras: akmens an-glys, dujos, naftos produktai (tai neatsinaujinantys energijos ištek-liai). Išsiskyrusi šiluma naudojama vandeniui išgarinti ir garams kai-tinti. Smarkiai įkaitintų garų srautas veržiasi dideliu greičiu ir suka turbinos mentes.

5Netrukus

• Sužinosite, kaip gamina-

ma elektros energija.

• Išsiaiškinsite, kodėl ir

kaip reikia tausoti elektros

energiją.

Elektros energijos gamyba

4.22 pav. 4.23 pav. Kintamosios srovės generatorius

Visame pasaulyje yra labai daug šiluminių elektrinių, tačiau jos smarkiai teršia aplinką: į orą išmeta daug dujinių teršalų, kurie suke-lia rūgščiuosius lietus. Deginant kurą išsiskiria ir anglies dioksidas. Jis kaupiasi ore ir neleidžia Žemei atvėsti. Dėl to vis daugiau Saulės šilumos lieka po dujiniu planetos gaubtu – panašiai kaip šiltnamyje. Šis reiškinys vadinamas šitnamio efektù. Jo padarinys – klimato šil-tėjimas, o tai gali pakenkti žmonėms ir gyvūnams.

Siekiant sumažinti degiojo kuro naudojimą ieškoma kitų energijos išteklių. Vienas jų – branduolinis kuras. Atominėse elektrinėse bran-duolinė energija verčiama elektros energija.

Yra ir daugiau energijos rūšių: saulės energija, jūros bangų ener-gija, potvynių energija ir t. t. Šias energijas galima panaudoti elektros energijai gaminti. Bet kuris energijos išteklius turi trūkumų ir priva-

Sumaigyta citrina

CinkasVaris

VarisCinkas

VarisCinkas

NS

Magnetas Vielos rėmelis

55

4 s k y r i u sE L E K T R A

❶ Kodėl degųjį kurą deginanti elektrinė vadinama šilumine?

❷ Kuriose elektrinėse naudojami atsinaujinantys energijos ištekliai,

kuriose – ne?

❸ Kokie yra šiluminės elektrinės, hidroelektrinės ir vėjo jėgainės

trūkumai?

❹ Sudarykite patarimų elektros energijos vartotojui sąrašą. Kaip dar

galima taupyti elektros energiją?

❺ Parenkite elektros energijos taupymo namuose planą. Aptarkite

jį su klasės draugais. Įgyvendinkite.

Klausimai ir užduotys

. Šitnamio efèktas . Atsinaũjinantys enèrgijos štekliai

Žodžių bankas

lumų, todėl išrinkti tinkamiausią yra sunkus uždavinys. Saulės, vėjo ir vandens energija – atsinaũjinantys enèrgijos štekliai.

Taupiai vartodamas elektros energiją, kiekvienas žmogus gali pa-dėti išsaugoti gamtą (4.24 pav.).

4.24 pav.

4.25 pav.

AB BCDEFG

Energija LogoABC123

GamintojasModelisDidžiausias efektyvumas

Mažiausias efektyvumas

Įsidėmėkite buitinių energiją tau-pančių elektrinių prietaisų žymėjimą (4.25 pav.). Ženklas „gėlė“ rodo, kad gaminys yra įvertintas nepriklauso-mų ekspertų ir atitinka griežtesnius aplinkosaugos reikalavimus.2006 metais Briuselyje Europos Są-jungos komisija pradėjo visuomenės informavimo kampaniją „Nuo tavęs priklauso, ar klimatas keisis“. Daug patarimų ir įdomių faktų visomis Europos Sąjungos kalbomis rasite: www.climatechange.eu.com.

Tai įdomu

Patarimai elektros energijos vartotojui

• Išjunk šviesą išeidamas iš kambario. • Išeidamas iš namų, nepalik įjungtų prietaisų, net jeigu jie yra lauki-

mo būsenos. • Naudok ekonomiškesnes lemputes ir buitinius prietaisus. • Į virdulį pilk tiek vandens, kad kaitinimo elementas būtų apsemtas.• Elektrinę viryklę išjunk nebaigęs gaminti maisto, nes ji dar kurį laiką

bus įkaitusi.

56

6

4 skyrius

1 tema

2 tema

3 tema

4 tema

5 tema

ŠILU

MA

ŠILU

MIN

ISEL

EKTR

OS

SRO

VĖS

PO

VEI

KIS

ELEK

TRO

S SR

OV

ĖG

ALV

AN

INIS

EL

EMEN

TAS,

B

ATE

RIJ

A

ELEK

TRIN

ĖSG

ENER

ATO

RIU

SC

HEM

INĖS

R

EAK

CIJ

OS

TEIG

IAM

AI

ĮELE

KTR

INTA

S

NET

EKĘS

EL

EKTR

ON

Ų

ELEK

TRO

S VA

RIK

LIS

MA

GN

ETIN

IS

KR

YP

TIN

GA

S EL

EKTR

ING

ŲJŲ

D

ALE

LIŲ

JU

DĖJ

IMA

S

ELEK

TRO

NA

SFI

ZIK

INIS

KŪ

NA

S,M

EDŽ

IAG

AĮE

LEK

TRIN

TŲ

KŪ

NŲ

SĄ

VEI

KA

ELEK

TRO

S EN

ERG

IJO

S IM

TUVA

IC

HEM

INIS

JUN

GIA

MIE

JI

LAID

AI

ELEK

TRIN

Ė G

RA

ND

INĖ

ELEK

TRO

S LA

IDIN

INK

AI

ĮGIJ

ĘS P

AP

ILD

OM

Ų

ELEK

TRO

NŲ

NEI

GIA

MA

I ĮE

LEK

TRIN

TAS

VALD

YM

O

PR

IETA

ISA

I J

UN

GIK

LIA

I

ELEK

TRO

S

IZO

LIA

TOR

IAI

ATSI

NA

UJI

NA

NTY

S IŠ

TEK

LIA

IN

EATS

INA

UJI

NA

NTY

S IŠ

TEK

LIA

I

ELEK

TRO

S EN

ERG

IJA

57

4 s k y r i u sE L E K T R A

Ar pavyks atskleisti paslaptis?Atlikite keturis bandymus ir juos paaiškinkite. Aiškindami atsaky-

kite į klausimus: • Kokį fizikinį reiškinį bandymas įrodo? • Kodėl bandymui naudojamos būtent tokios medžiagos? Kur galima, nubraižykite elektrinės grandinės schemą.Sugalvokite ar suraskite knygose, internete daugiau paslaptingų

bandymų, susijusių su elektriniais reiškiniais. Parodykite ir paaiškin-kite juos klasės draugams.

1. Ant plastikinės dėžutės dugno pabarstykite ploną sluoksnį maltų

pipirų. Dėžutę uždenkite plastikiniu dangteliu.

• Dangtelį patrinkite vilnone skepetaite (4.26 pav.). Kas atsitinka? • Dangtelį palieskite metaline sąvaržėle (4.27 pav.). Ką pastebite? • Dangtelį palieskite plastikine sąvaržėle. Kas vyksta?

2. Ant popierinės servetėlės nupieškite gyvatę. Iškirpkite, kaip parody-

ta 4.28 pav. Patrinkite plastikinę liniuotę į vilnonį audinį ir priartinkite

prie gyvatės (4.29 pav.). Kas atsitinka?

3. Pasidarykite šviečiantį vabalą (4.30 pav.). Vabalo kūnas – galva-

ninis elementas, apklijuotas popieriumi. Sparnai ir kojos padaryti iš

popieriaus, nosis – žibintuvėlio lemputė, ūsai – laidai, kurių galuose

pritvirtinti folijos rutuliukai (laidų galai atviri, be izoliacijos). Kiti laidų

galai paslėpti po popieriumi. Vienas laidas, kurio galas be izoliacijos,

apsuktas aplink lemputės sriegį. Pati lemputė plastilinu prilipdyta prie

galvaninio elemento. Antras laidas, kurio galas taip pat be izoliacijos,

lipniąja juosta priklijuotas prie lygiojo elemento galo. Prie vabalo ūsų

priglauskite įvairių kūnų: pieštuką, šakutę ir kt. Kaip elgiasi vabalas?

4. Atsuktuvą apsukite plastiku izoliuota viela, kaip parodyta 4.31 pav.

Jungiklį padarykite iš dviejų metalinių smeigtukų ir sąvaržėlės (4.32

pav.). Laidą, kurio galai be izoliacijos, prijunkite prie elementų baterijos.

Šalia atsuktuvo paberkite metalinių sąvaržėlių, adatėlių. Įjunkite jungik-

lį. Kas atsitinka?

Skyriaus apibendrinimas ir kartojimas

4.26 pav.

4.27 pav.

4.28 pav.

4.30 pav.

4.31 pav.

4.32 pav.

4.29 pav.

82

Mokymosi žingsniaiKaip atliekamas tiriamasis darbas

Fizika – eksperimentinis mokslas, todėl per pamokas reikia atlikti ne vieną tiriamąjį darbą. Gyvenime mes dažnai ką nors išbandome, tačiau tų dalykų neaprašome. Atliekant tiriamąjį darbą aprašymas ir skaičiavimas būtini. Tiriamasis darbas – tai supaprastintas mokslinis darbas. Panašių reikalavimų laikosi ir didieji pasaulio mokslininkai.

Atlikdami vadovėlio tiriamųjų darbų užduotis, galite remtis ne tik jau įgytomis žiniomis ir gebėjimais, bet ir čia pateikiamais patarimais.

1. Prieš atlikdami bandymą išsikelkite hipotezę, kurią norite pa-tikrinti, arba suformuluokite problemą, kurią reikia išnagrinėti. PavyzdysHipotezė: kūno tūris yra lygus jo išstumto vandens tūriui. Problema: kaip rasti netaisyklingos formos kūno tūrį.

2. Iškelkite darbo tikslą (tiriamojo darbo tikslą rasite vadovėlyje arba nurodys mokytojas). Tikslas: dviem būdais apskaičiuoti netaisyklingos formos kūno tūrį

pagal išstumto vandens tūrį (1 ir 2 pav.).

3. Suplanuokite, ką, kada ir kaip darysite.

• Apgalvokite, kaip atliksite bandymą ir kokių priemonių tam reikės (priemonės dažniausiai būna nurodytos vadovėlyje).

• Pasiruoškite darbo vietą ir priemones: ant stalo neturi būti ne-reikalingų daiktų; į šalį pastumkite vadovėlį, sąsiuvinį, skaičiuotuvą; tvarkingai išdėliokite bandymui reikalingas priemones; pasidėkite ra-šiklį, liniuotę, pieštuką – jų reikia per kiekvieną tiriamąjį darbą.

Pastaba. Mokykloje dažniausiai tenka dalytis darbo priemonėmis su suolo draugu, todėl prieš darbo pradžią aptarkite, kaip elgsitės.

• Prisiminkite saugaus darbo ir elgesio taisykles.

4. Dirbkite nuosekliai – atlikite bandymą pagal vadovėlyje pa-teikiamą aprašymą. Atlikdami bandymą, nepamirškite tokių dalykų. • Atidžiai perskaitykite bandymo eigos aprašymą. • Nustatykite matavimo prietaiso ar priemonės skalės padalos

vertę, matavimo paklaidą, užsirašykite jas (žr. 2 priedą).

1 pav.

1

2

3cm3

2 pav.

82

1

2

3cm3

83

1 s k y r i u sĮ V A D A S Mokymosi žingsniai

• Jei bandymą atliekate su draugu, pasiskirstykite darbais: kai vienas matuoja, kitas tuo metu pildo tiriamojo darbo lapą, skaičiuoja. Po vieno matavimo reikia pasikeisti.

• Užsirašykite tiesioginio ir netiesioginio matavimo rezultatus. Atlikdami bandymą, tiesioginio matavimo rezultatus pirmiausia už-sirašykite juodraštyje.

• Matavimo rezultatai rašomi lentelėje (lentelės pavyzdys – 3 pav.). Jei lentelė nepateikiama, tai nusibraižykite ją patys (būtinai pieštuku ir liniuote). Užpildykite lentelę – atskirai stulpeliais sura-šykite matuojamus ir skaičiuojamus dydžius, nurodykite matavimo vienetus.

Pastaba. Atkreipkite dėmesį, kad rezultatus lentelėje reikia rašyti be matavimo vienetų, nes jie yra nurodyti kiekvienos skilties antrašti-nėje eilutėje. Nepamirškite paklaidų prie tiesiogiai išmatuotų dydžių. Jas galite nurodyti antraštinėje eilutėje arba lentelėje rašykite atskiru stulpeliu.

Išmatuoti dydžiai Apskaičiuoti dydžiai

Pradinis vandens tūris V0,cm3 arba ml, jei matuojama menzūra

(±1 cm3)*

Bendras vandens ir kūno tūris V1, cm3 (±1 cm3)

Išstumto vandens tūrisV = V1 – V0, cm3

Kūno tūris V,cm3

70 98 28 28

3 pav.

• Rezultatai bus tikslesni, jei matuosite keletą kartų ir apskaičiuo-site vidurkį.

• Padarykite išvadą, palyginkite su iškelta hipoteze. Jei matuojate skirtingais būdais, tai palyginkite pirmojo ir antrojo būdo rezultatus –jie turėtų būti vienodi. Remiantis lentelės duomenimis galima daryti išvadą, kad išstumto vandens tūris yra lygus kūno tūriui.

• Jei rezultatai skiriasi, būtinai nurodykite skirtumo priežastis (pavyzdžiui, matuojant antruoju būdu išsilaistė vanduo). Jei rezultatai labai smarkiai skiriasi, pakartokite bandymą.

• Atsakykite į klausimus, pateikiamus prie bandymo aprašymo.

5. Apgalvokite ir įvertinkite savo darbo rezultatą, kaip jo siekėte.

• Ar viskas gerai sekėsi atliekant bandymą? • Su kokiais sunkumais susidūrėte? • Ką kitą kartą darytumėte kitaip?

83

*paklaida, nurodyta ant matavimo cilindro ar menzūros.