Sibprompost.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какие действия способен оказывать электрический ток магнитное тепловое

Какие действия способен оказывать электрический ток магнитное тепловое

§ 39. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК И ЕГО ДЕЙСТВИЯ. СИЛА ТОКА.

Заряженные частицы, двигаясь по проводнику, могут нагревать его, намагничивать и изменять его химический состав.

Упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике называют электрическим током. Кратковременный электрический ток, например, возникает в металлическом проводнике М, соединяющем два разноименно заряженных тела, А и Б (рис. 39а), когда под действием электрического поля его свободные электроны перемещаются от тела Б к А. Однако поток электронов между телами Б и А будет уменьшать заряды этих тел, и в конце концов, они станут незаряженными, и поле, вызвавшее электрический ток, исчезнет.

Электрический ток является результатом направленного движения свободных зарядов (электронов или ионов) в проводнике. В результате хаотичного (теплового) движения этих заряженных частиц направленного переноса заряда не происходит, а значит, электрический ток не возникает. Чтобы каждый раз не упоминать, какие частицы – ионы или электроны, переносят заряд в электрическом токе, за направление электрического тока условно принимается то направление, в котором бы двигались под действием данного электрического поля положительно заряженные частицы (см. голубую стрелку на рис. 39а).

Прохождение электрического тока сопровождается многочисленными явлениями или действиями, по которым можно судить о его существовании. По характеру воздействия эти явления можно разделить на тепловые, магнитные и химические:

(1) Электрический ток нагревает проводник, по которому он протекает (тепловое действие). При этом некоторые проводники, например, вольфрамовая спираль осветительной лампы нагревается так сильно (до 2500 о С), что начинает даже светиться. Другие проводники, например, медные провода, по которым ток течёт к лампе, практически не нагреваются. Тепловое действие тока не зависит от направления тока, а определяется его величиной и свойствами проводника.

(2) Электрический ток действует на намагниченные тела, например, поворачивает магнитную стрелку, первоначально ориентированную вдоль проводника с током, перпендикулярно направлению тока (магнитное действие). Следует отметить, что магнитное действие тока зависит от величины тока и его направления и не зависит от вещества, из которого сделан проводник. Поэтому считают, что магнитное действие электрического тока – это его наиболее характерная черта, которая проявляется во всех проводниках.

(3) Электрический ток, проходя через растворы или расплавы электролитов, может разлагать их на составные части в результате процесса, называемого электролизом (химическое действие). Например, при пропускании тока через воду она разлагается на водород и кислород, и пузырьки этих газов образуются на электродах, между которыми пропускают электрический ток. В металлических проводниках электрический ток не вызывает никаких химических изменений.

Чем больше электрический ток, тем большее действие на проводник он оказывает. Чтобы охарактеризовать величину тока, предположим, что проводник имеет форму цилиндра с поперечным сечением S (см. рис. 39б). Силой тока I называют отношение заряда D q , переносимого этим током через поперечное сечение проводника за интервал времени D t , к величине этого интервала:

Читайте так же:
Что такое тепловое поражение электрическим током

Единицей силы тока в СИ является ампер (А). При силе тока в 1 А через поперечное сечение проводника за 1 с проходит заряд в 1 Кл. Силу тока измеряют с помощью амперметров, в устройстве которых использовано магнитное действие электрического тока.

Если сила тока не изменяется со временем, то такой электрический ток называют постоянным. Условием существования постоянного электрического тока является наличие неизменного электрического поля в проводнике, или, другими словами, постоянного напряжения между концами проводника. Чтобы электрический ток через металлический проводник не прекращался, необходимо иметь устройство, перемещающее свободные электроны, пришедшие из Б в А, обратно в Б (см. рис. 39в). Такое устройство называют источником тока. Источник тока перемещает заряды на участке АБ против действующих на них электростатических сил.

Вопросы для повторения:

· Что такое электрический ток, и какое направление он имеет?

· Какие действия может оказывать электрический ток?

· Почему магнитное действие тока считают его самым характерным действием?

· Что называют силой тока, и в каких единицах её измеряют?

Рис. 39. (а) – кратковременный электрический ток между заряженными телами; (б) – к определению силы тока; (в) –п оддержание постоянного тока в металлическом проводнике М, соединяющем два заряженных тела.

Какие действия способен оказывать электрический ток магнитное тепловое

Вы уже знаете, что электрическим током называют процесс направленного движения частиц, имеющих электрический заряд. Но как узнать, течет ли в проводнике ток? Ведь увидеть, например, как в металлическом стержне движутся свободные электроны, невозможно. Известно, что о наличии электрического тока мы узнаём благодаря его действиям. Именно о разных действиях тока пойдет речь в этом параграфе.

Узнаём о тепловом и световом действиях электрического тока

Тепловое действие электрического токапроявляется в нагревании проводника, в котором течет ток. Когда вы гладите утюгом, припаиваете деталь электрическим паяльником, готовите на электрической плите или пользуетесь электрочайником, обогреваете комнату электрическим обогревателем, то используете бытовые устройства, функционирование которых основано на тепловом действии тока (рис. 24.1).

Тепловое действие тока широко используют также в промышленности (сварка, резка, плавка металлов) и сельском хозяйстве (обогрев теплиц и инкубаторов, сушка зерна, сенажа).

Проявления теплового действия электрического тока можно наблюдать и в природе: энергия, выделяющаяся во время молнии, может вызвать лесной пожар (рис. 24.2).

Пожар из-за удара молнии является примером, когда тепловое действие тока наносит вред. Приведите другие примеры вредного теплового действия тока.

Если в цепь включить лампу накаливания, ее нить нагреется и начнет излучать свет. В лампе накаливания одновременно с тепловым действием мы наблюдаем световое действие электрического тока. Кстати, в лампе

накаливания в свет преобразуется лишь 5 % электрической энергии (рис. 24.3, а). В последнее время широко используют энергосберегающие лампы — в них в свет преобразуется до 50 % электрической энергии (рис. 24.3, б, в).

Приведите примеры светового действия тока в природе.

Наблюдаем химическое действие электрического тока

Когда через растворы солей, кислот, щелочей проходит ток, на электродах, погруженных в раствор, происходят химические реакции. В таком случае мы имеем дело с химическим действием электрического тока.

Читайте так же:
Количество теплоты через силу тока сопротивление

Так, если в сосуд с водным раствором купрум (II) сульфата (CuSO4) опустить два угольных электрода и пропустить через раствор электрический ток (рис. 24.4, а), то через некоторое время один из электродов покроется тонким слоем чистой меди (рис. 24.4, б).

В конце раздела II вы ознакомитесь с разными случаями химического разложения веществ в результате действия электрического тока, а также узнаете о применении этого явления.

Следует отметить, что химическое действие тока проявляется не всегда. Пропустив ток, например, через металлы, мы не обнаружим никаких химических изменений.

Знакомимся с магнитным действием электрического тока

Проводник, в котором течет электрический ток, приобретает магнитные свойства. Убедиться в этом можно с помощью обычного железного гвоздя. Намотаем на гвоздь изолированный провод и пропустим по проводу ток. Гвоздь начнет притягивать к себе железные предметы, то есть проявит магнитные свойства (рис. 24.5).

Работа различных электродвигателей, электроизмерительных приборов возможна только благодаря магнитному действию электрического тока (рис. 24.6).

Подробнее о магнитном действии тока вы узнаете в 9 классе, изучая магнитные явления.

Рассматривая разные действия электрического тока, следует обратить внимание на то, что чаще всего несколько действий проявляются одновременно. Например, во время опыта, демонстрирующего химическое действие тока (см. рис. 24.4), температура раствора купрум (II) сульфата увеличивается, а если возле сосуда поместить магнитную стрелку, она отклонится.

Узнаём о действии электрического тока на организмы

Электрический ток оказывает тепловое, химическое, магнитное действия на организмы, в том числе на человека. Наверное, некоторые из вас посещали в поликлинике кабинет физиотерапии. Многие приборы в этом кабинете предназначены для электролечения: тепловое действие электрического тока используют для прогревания частей тела, химическое и магнитное — для стимулирования деятельности органов, улучшения обмена веществ и т. д.

Следует, однако, помнить, что далеко не всегда электрический ток оказывает на организм человека целебное действие. Ток может вызвать ожог, судороги и даже стать причиной смерти. Поэтому прежде чем пользоваться любым электрическим прибором или устройством, нужно внимательно изучить инструкцию к нему и строго ее соблюдать.

Электрический ток оказывает тепловое действие (нагревание проводника), магнитное действие (отклонение магнитной стрелки, намагничивание железа), может оказывать химическое действие (химическое разложение веществ) и световое действие (свечение лампы). Очень часто разные действия электрического тока проявляются одновременно.

Электрический ток оказывает тепловое, химическое и магнитное действия на организмы, в том числе на человека.

1. Как узнать, есть ли в проводнике ток? 2. Перечислите действия электрического тока. 3. Докажите, что электрический ток оказывает тепловое действие; может оказывать световое действие. 4. Опишите опыт, подтверждающий, что электрический ток оказывает химическое действие. 5. Всегда ли проявляется химическое действие тока? 6. Что нужно сделать, чтобы намагнитить железный гвоздь? 7. Приведите примеры, подтверждающие, что электрический ток воздействует на организм человека. Как это воздействие проявляется? Где его используют?

Читайте так же:
Тепло выделяемое переменным током

1. Приведите не упомянутые в § 24 примеры бытовых технических устройств, работа которых основана на тепловом действии тока.

2. Почему использование электрических приборов и устройств требует особой осторожности?

3. Почему вспышка молнии сопровождается громом?

4. Некоторые рыбы, например электрический скат и электрический угорь, используют действие электрического тока для защиты, охоты, ориентации в пространстве. Воспользуйтесь дополнительными источниками информации и узнайте о таких рыбах больше.

5. Электрообогреватель, работающий в комнате, выделяет в течение суток 81 МДж теплоты. Сколько дров нужно сжечь в камине, чтобы передать комнате такое же количество теплоты? КПД камина 45 %.

Какими явлениями сопровождается электрический ток?


Наличие тока в электроцепи всегда проявляется каким-либо действием. Например, работа при конкретной нагрузке или какое-то сопутствующее явление. Следовательно, именно действие электротока говорит о его присутствии как таковом в той или иной электроцепи. То есть, если работает нагрузка, то ток имеет место быть.

Известно, что электрический ток вызывает различного рода действия. Например, к таковым относятся тепловые, химические, магнитные, механические или световые. При этом различные действия электрического тока способны проявлять себя одновременно. Более подробно о всех проявлениях мы расскажем Вам в данном материале.

Тепловое явление

Известно, что температура проводника повышается при прохождении через него тока. В качестве таких проводников выступают различные металлы или их расплавы, полуметаллы или полупроводники, а также электролиты и плазма. Например, при пропускании через проволоку из нихрома электрического тока происходит ее сильное нагревание. Данное явление используют в приборах нагрева, а именно: в электрических чайниках, кипятильниках, обогревателях и т.п. Электродуговая сварка отличается самой большой температурой, а именно нагрев электродуги может достигать до 7 000 градусов по Цельсию. При такой температуре достигается легкое расплавление металла.

Количество выделяемой теплоты напрямую зависит от того, какое напряжение было приложено к данному участку, а также от электротока и времени его прохождения по цепи.

Для расчета объемов выделяемой теплоты используется или напряжение, или сила тока. При этом необходимо знание показателя сопротивления в электроцепи, поскольку именно оно провоцирует нагрев из-за ограничения тока. Также количество тепла можно определить при помощи тока и напряжения.

Химическое явление

Химическое действие электротока заключается в электролизе ионов в электролите. Анод при электролизе присоединяет к себе анионы, катод – катионы.

Иными словами, во время электролиза на электродах источника тока происходит выделение определенных веществ.

Приведем пример: в кислотный, щелочной или же солевой раствор опускаются два электрода. После пропускается по электроцепи ток, что провоцирует создание положительного заряда на одном из электродов, на другом – отрицательного. Ионы, которые находятся в растворе, откладываются на электроде с иным зарядом.

Химическое действие электротока применяется в промышленности. Так, используя данное явление, осуществляют разложение воды на кислород и водород. Кроме того, при помощи электролиза получают металлы в их чистом виде, а также осуществляют гальваническое покрытие поверхности.

Читайте так же:
Формула для расчета количества теплоты выделяемого проводником с током

Магнитное явление

Электрический ток в проводнике любого агрегатного состояния создает магнитное поле. Иными словами, проводник при электрическом токе наделяется магнитными свойствами.

Таким образом, если к проводнику, в котором протекает электроток, приблизить магнитную стрелку компаса, то та начнет поворачиваться и займет к проводнику перпендикулярное положение. Если же на сердечник из железа намотать данный проводник и пропустить сквозь него постоянный ток, то данный сердечник примет свойства электромагнита.

Природа магнитного поля всегда заключается в наличии электрического тока. Объясним: движущиеся заряды (заряженные частицы) образуют магнитное поле. При этом токи противоположного направления отталкиваются, а одинакового направления – притягиваются. Данное взаимодействие обосновано магнитным и механическим взаимодействием магнитных полей электротоков. Выходит, что магнитное взаимодействие токов первостепенно.

Магнитное действие применяется в трансформаторах и электромагнитах.

Световое явление

Самый простой пример светового действия – лампа накаливания. В данном источнике света спираль достигает нужной температурной величины посредством проходящего сквозь нее тока до состояния белого каления. Тем самым и излучается свет. В традиционной лампочке накаливания всего лишь пять процентов всей электроэнергии расходуется на свет, остальная же львиная доля преобразуется в тепло.

Более современные аналоги, например, люминесцентные лампы наиболее эффективно преобразуют электроэнергию в свет. То есть, около двадцати процентов всей энергии лежит в основе света. Люминофор принимает УФ-излучение, идущее от разряда, что возникает в ртутных парах или в инертных газах.

Самая эффективная реализация светового действия тока происходит в светодиодных источниках света. Электрический ток, проходя через pn-переход, провоцирует рекомбинацию носителей заряда с излучением фотонов. Лучшими led излучателями света являются прямозонные полупроводники. Изменяя состав данных полупроводников, возможно создание светодиодов для различных световых волн (разной длины и диапазона). Коэффициент полезного действия светодиода достигает 50 процентов.

Механическое явление

Напомним, что вокруг проводника с электрическим током возникает магнитное поле. Все магнитные действия преобразуются в движение. Примером служат электрические двигатели, магнитные подъемные установки, реле и др.

В 1820 году Андре Мари Ампер вывел известный всем «Закон Ампера», который как раз описывает механическое действие одного электротока на другой.

Данный закон гласит, что параллельные проводники с электрическим током одинакового направления испытывают притяжение друг другу, а противоположного направления, наоборот, отталкивание.

Также закон ампера определяет величину силы, с которой магнитное поле воздействует на небольшой отрезок проводника с электротоком. Именно данная сила лежит в основе функционирования электрического двигателя.

МКОУ СОШ п. Заря Опаринского района Кировской области Тепловое действие тока Закон Джоуля-Ленца Учитель: Куншин Д.В. п. Заря, 2013 год. — презентация

Презентация была опубликована 8 лет назад пользователемВиктория Петрушкина

Похожие презентации

Презентация на тему: » МКОУ СОШ п. Заря Опаринского района Кировской области Тепловое действие тока Закон Джоуля-Ленца Учитель: Куншин Д.В. п. Заря, 2013 год.» — Транскрипт:

1 МКОУ СОШ п. Заря Опаринского района Кировской области Тепловое действие тока Закон Джоуля-Ленца Учитель: Куншин Д.В. п. Заря, 2013 год

Читайте так же:
Где используется тепловое действие электрического тока примеры

2 Выполните тест Перейдите по гиперссылке

3 Цель урока: — Получить представление о тепловом действии тока — Познакомиться с законом Джоуля – Ленца — Узнать о практическом применении закона — Познакомиться с историей создания и устройством лампы накаливания

4 Какие действия способен оказывать электрический ток? — Тепловое — Магнитное — Химическое Тепловое действие тока заключается в нагревании проводника, при прохожде- нии по нему тока

5 Причина нагревания проводника – Электроны вследствие своего движения отдают часть кинетической энергии ионам кристаллической решетки столкновение электронов с ионами кристаллической решетки

6 Количество теплоты, выделяемое проводником с током Неподвижный проводник Q Q Q — ? A = QA = IUtU = IR Закон Джоуля-Ленца – закономерность, определяющая количество теплоты, выделяемое проводником с током

7 ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени течения тока по проводнику Д.П. ДжоульЭ.Х. Ленц

9 Применение теплового действия тока

10 Лампа накаливания А.Н. ЛадыгинТ. Эдисон

Короткое замыкание Короткое замыкание – соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи» title=»Короткое замыкание R> Короткое замыкание Короткое замыкание – соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи» > 11 Короткое замыкание R> Короткое замыкание Короткое замыкание – соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи Короткое замыкание Короткое замыкание – соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи»> Короткое замыкание Короткое замыкание – соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи»> Короткое замыкание Короткое замыкание – соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи» title=»Короткое замыкание R> Короткое замыкание Короткое замыкание – соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи»>

12 Предохранитель – устройство, размыкающее электрическую цепь при коротком замыкании

13 Задание: рассчитайте количество теплоты, выделяемое в проводнике, сопротивлением 20 Ом в течение 20 минут, если сила тока, протекающего по проводнику равна 2 А Дано: R = 20 Ом I = 2 А t = 20 мин Q — ? СИ 1200 с Q = (2А)²·20Ом·1200с= Q =I²Rt = Дж = 96 кДж Ответ: Q = 96 кДж

14 Повторим пройденное 1. Как можно объяснить нагревание проводника электрическим током? 2. По какой формуле можно рассчитать количество теплоты, выделяемое проводником с током? 3. Как формулируется закон Джоуля-Ленца? Почему он так называется? 4. Как устроена лампа накаливания? 5. Из какого металла изготавливают спирали ламп накаливания? Почему? 6. Какие ученые являются первыми изобретателя- ми ламп накаливания? 7. Приведите примеры использования теплового действия тока? 8. Чем объясняется короткое замыкание? 9. Каково назначение предохранителя?

15 Домашнее задание §54, 55, вопросы с. 127, 129, упр. 27 1

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector