Sibprompost.ru

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

Закон Джоуля-Ленца

Закон Джоуля-Ленца

Закон Джоуля-Ленца. Количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течёт ток, равно работе тока: A=UIt, Q=UIt, следовательно A=Q. Пользуясь законом Ома, можно количество теплоты, выделяемое проводником с током, выразить через силу тока, сопротивление участка цепи и время. Зная, что U=IR, получим: Q=IRIt. К этому выводу пришли независимо друг от друга английский учёный Джеймс Джоуль и русский учёный Эмилий Христианович Ленц. Поэтому сформулированный выше вывод называется законом Джоуля-Ленца.

Слайд 10 из презентации «Характеристики электрического тока». Размер архива с презентацией 219 КБ.

Физика 8 класс

«Опыты по конвекции» — Чему равна температура воды после перемешивания её ложкой. Ориентировочно-мотивационный этап. Наблюдение конвекции при смешивании горячей и холодной воды. Комментарий к уроку. Оборудование и материалы. Операционально-исполнительский этап. Проблемная ситуация, постановка учебной задачи. Пронаблюдайте опыты и графики к ним. Изучение нового вида теплопередачи (конвекции). Естественная конвекция происходит из-за различия температур.

«Состояние невесомости» — Космонавт не ощущает собственную тяжесть. Цель работы. Объяснение невесомости. Искусственная «тяжесть». В словаре В.И. Даля. Суть явления невесомости. Невесомость. Невесомость имеет место при свободном движении тела в поле тяготения. «Большая Советская Энциклопедия». Современное значение слова. Невесомость на Земле. Вывод. В невесомости изменяется ряд жизненных функций живого организма. Свободное падение.

«Влияние атмосферного давления» — Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле. Как мы пьем. Наличие атмосферного давления привело людей в замешательство. Как пьёт слон. Цель проекта. Выводы. Давление атмосферного воздуха. Как используется атмосферное давление. Кому легче ходить по грязи. Как мы дышим. Человек не может легко ходить по болоту.

«Энергия сгорания топлива» — Количество теплоты. Удельная теплота нагревания. Энергия топлива. Формула расчёта. Энергия, которую получает или теряет тело. Вещество. Расчет количества теплоты. Теплоёмкость единицы массы вещества. Разность между конечной и начальной температурами. Теплообмен. Методы калориметрии. Удельная теплота сгорания. Масса тела. Закон сохранения превращения энергии. Количество теплоты измеряют в калориях.

«Физический КВН» — Участники КВНа.. Найди лишнего. Приборы. Найди правильную дорогу. Знания об электрических явлениях. Давайте проверим. Проверьте свой ответ. Команда «Протон». Физический КВН. Ревизор. Найти правильную формулу. Электричество. Разминка. Экспериментаторы. Инженеры. Команда «Электрон». Представление жюри. Жюри.

«Изображения, даваемые линзой» — «Удобные» лучи. В зависимости от чего меняются изображения. Лучи, проходящие через рассеивающую линзу. Каковы свойства этого изображения. Почему изображение на данном рисунке является действительным. Как строится изображение в рассеивающей линзе. Как строилось изображение. Изображения, даваемые линзой. Цели урока. Опыт. Вид изображения. Почему вогнутая линза не дает действительного изображения. Размеры и расположение.

Всего в теме «Физика 8 класс» 110 презентаций

Разработка урока на тему » ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА»

Урок физики на тему

« Закон Джоуля-Ленца»

Цель: обобщить и повторить материал по теме «Законы постоянного тока» , научить учащихся объяснять понятия работы и мощности тока, выявить закон Джоуля-Ленца исходя из классической электронной теории, применять на практике теоретические знания.

Образовательные: введение понятий работы и мощности электрического тока; выведение закона Джоуля-Ленца; совершенствование навыков решения задач; повторить основные физические понятия по данной теме.

Развивающие: развивать у учащихся навыки управления своей учебной деятельностью; развитие устной и письменной речи, логического мышления; совершенствование практических навыков при решении задач; умения выделять главное в изучаемом материале.

Воспитательные: формировать коммуникативные умения в ходе коллективной работы; стремление к цели; активизировать познавательную деятельность через содержание и степень сложности задач.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Ресурсы урока: учебники и учебные пособия разных авторов, компьютер, мультимедийный проектор, экран.

Методы и методические приемы: самостоятельная работа с текстом, индивидуальная работа, работа в группах, заполнение таблицы, выполнение тестовых заданий, работа в парах; сообщения учащихся, рассказ с элементами беседы.

знать понятие работы и мощности постоянного тока;

выявить закон Джоуля — Ленца.

уметь слушать собеседника и вести диалог; уметь признавать возможность различных точек зрения;

использовать различные способы поиска, сбора, обработки, анализа и интерпретации информации в соответствии с задачами урока;

уметь излагать свое мнение и аргументировать свою точку зрения

активно использовать информационных средств и ИКТ для решения коммуникативных и познавательных задач.

развивать навыки сотрудничества с учителем и сверстниками в различных ситуациях; умения не создавать конфликтов и находить выход из спорных ситуаций;

формировать уважительное отношение к чужому мнению;

осуществлять самоконтроль, взаимоконтроль

оценивать сои достижения на уроке.

I. Организационный этап

1. Вступительное слово учителя

Какой раздел физики мы с вами изучаем? (Электродинамика)

Какие вопросы мы рассматривали на последних уроках? (Электрический ток, Сила тока, Условия необходимые для существования электрического тока, закон Ома, Сопротивление, Соединения проводников)

На сегодняшнем уроке мы с вами продолжим изучение главы «Законы постоянного тока». Но сначала давайте немного повторим основные понятия, формулы и определения.

2. Актуализация знаний

Читайте так же:
Формула тепловой энергии электрического тока

а) Самостоятельная работа -3 ряд

б)Фронтальный опрос по вопросам:

1. Что называют электрическим током? (Электрическим током называют упорядоченное, направленное движение заряженных частиц.)
2. Основные действия электрического тока? Приведите примеры/ (Тепловое, магнитное, химическое, механическое, физиологическое.)
3. Условия существования электрического тока? (1. Наличие свободных зарядов. 2. Наличие электрического поля.)

4.Какая величина вводится для количественной характеристики тока(сила тока).

5.Озвучьте формулу силы тока( I = q / t )/

6.Кем была установлена вольт-амперная характеристика(Георг Ом)

7.Сформулируйте закон Ома.
8. От чего зависит электрическое сопротивление проводника? (1. От длины проводника. 2. От площади поперечного сечения проводника. 3. От рода материала.)

9. Какие виды соединений вы знаете?(последовательное и параллельное).

10.При каком соединении все проводники находятся под одним и тем же напряжением?(параллельном)

11.Какая величина одинакова на всех участках при последовательном соединении? (сила тока)

Молодцы, вспомнили материал прошлого урока, а теперь мы переходим к изучению новой темы.

II. Организация познавательной деятельности

– А сейчас прослушайте стихотворение и постарайтесь ответить о чем идет речь:

Спираль нагрелась докрасна,
Хоть и горела недолго она.
Руку подставив, тепло ощущает,
Спросишь: «Какое количество тепла спираль выделяет?»
Найти тебе ответ труда не составляет,
Из какого он закона вытекает?

(Закон Джоуля-Ленца)

Молодцы, догадались, о чем мы с вами сегодня будем вести речь.
– Какие понятия нужно ввести, чтобы перейти к изучению этого закона?
(Понятие работы и мощности)
Итак, открываем тетради, записываем число и тему нашего сегодняшнего урока
:

«Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля– Ленца»

Сформулируем цели и задачи урока? (Ответы детей)
Вы абсолютно правы. Посмотрите , перед вами вопросы на которые мы должны ответить в течение урока:

Вопросы:

Что совершает электрическое поле способное перемещать заряженную частицу вдоль силовой линии?

Вывод формулы для работы тока.

Определение работы тока.

Почему электрический ток нагревает проводник?

Вывод закона Джоуля-Ленца.

Общероссийская статистика утверждает, что 25-30% пожаров происходит из-за неисправностей и нарушений правил эксплуатации электропроводки и электроприборов. Чтобы обезопасить себя от этих трагических последствий, необходимо знать причины которые приводят к пожарам и уметь их предотвращать.

Электрический ток получил широкое применение потому , что он несет с собою энергию. Эта энергия может быть превращена в любую форму.

Когда тело совершает работу?

А совершает ли работу ток? Почему?

2.Рассмотрим произвольный участок цепи. Это может быть проводник, например нить лампы накаливания, обмотка электродвигателя.

Пусть за время ∆ t через поперечное сечение проводника проходит заряд ∆ q . Тогда электрическое поле совершает работу

3.Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого совершалась работа.

Выразим напряжение через силу тока или силу тока через напряжение

4. Электрическое поле действует с силой на свободные электроны, которые начинают двигаться упорядоченно, одновременно участвуя в хаотическом движении, ускоряясь в промежутках между столкновениями с ионами кристаллической решетки. Приобретаемая электронами под действием электрического поля энергия направленного движения тратится на нагревание проводника, т.к. последующие столкновения ионов с другими электронами увеличивают амплитуду их колебаний и соответственно температуру всего проводника.
В неподвижных металлических проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам (путем теплопередачи). Значит, количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока.

5. Если обозначить количество теплоты буквой Q.

Тогда Q = A, или . Тогда, пользуясь законом Ома,

можно количество теплоты, выделяемое проводником с током,

выразить через силу тока, сопротивление участка цепи и время.

Зная, что U = IR, получим: Q =

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику.

6.Перейдем к рассмотрению вопроса о Мощности тока.

Вспомним ,что такое мощность?

Итак, любой электроприбор рассчитан на потреблении определенной энергии в единицу времени, т.е. на определенную мощность.
– Обозначается и измеряется: [Р] = [Вт].

— Находится по формуле:


Мощность тока равна отношению работы тока ко времени прохождения тока.

Так же формулу для мощности можно переписать в нескольких эквивалентных формах:

P = IU P = I 2 R P = U 2 / R

Мощность электроприборов указывается в их паспортах.

III .Подведем итоги новой темы и перейдем к закреплению.

а). Первичное закрепление

1. Итак, на основании материала урока, заполните недостающие данные в таблице:

Перейдем к решению задач

2.задания из ЕГЭ

3.решение задач

а)Определить количество теплоты выделяемое проводником за 10 мин., если напряжение в цепи 60 В

б)Определите на сколько градусов нагревается 100г.воды, если на их нагревание израсходовано все количество теплоты, выделяемое при протекании тока по проводнику сопротивлением 10 Ом в течение 2 минут.(удельная теплоемкость воды с=4200 Дж/кг.С

4. Рефлексия

Вот и подходит наш урок к концу, закончите, пожалуйста, следующие предложения:

Сегодня я узнал…

Наибольшее затруднение вызвало…

Своей работой на уроке я … (доволен/ не доволен)

Читайте так же:
Выключатель термостат теплого пола

Подведем итоги урока.

Как вы думаете на все ли вопросы ответили ?

Пригодятся ли знания , полученные на уроке вам в жизни?

Домашнее задание:

Определить мощности одного или двух электроприборов, которые вы используете в быту.

Оценки за урок.

Спасибо за активную работу на уроке, я думаю, все вы хорошо усвоили сегодняшний материал.

Разработка урока физики » Количество теплоты, выделяемое проводником с током. Закон Джоуля-Ленца»

Выбранный для просмотра документ Конспект урока.docx

Тема: Количество теплоты, выделяемое проводником с током. Закон Джоуля-Ленца.

1.Вывести формулу, выражающую закон Джоуля- Ленца; рассмотреть применение этой формулы на практике; закрепить знание по темам: напряжение, мощность и работа электрического тока.

2. Развивать учебно-информационные навыки

3.Воспитывать аккуратность при работе в тетрадях и у доски

Приветствие. Сообщение темы урока через анализ пословиц

Быстро нагревается- быстро остывает

Работающей мельнице некогда замерзать

О какой физической величине идет речь в этих пословицах?

Правильно , сегодня мы с вами на уроке будем говорить о количестве теплоты, выделяемое проводником с током, выведем формулу для расчета этой физической величины. Но в начале давайте вспомним, что изучали на прошлых уроках.

2. Проверка знаний

1. Логическая цепочка ( заполнение пропусков в формуле поочередно)

Цепочка после заполнения заполнения

Цепочка до заполнения

-Объясните, в каких единицах измеряется каждая физическая величина.

2. Проверка домашнего задания

Определите силу тока в цепи

Определите напряжение на батареи

Рассчитайте напряжение на лампе

Рассчитайте напряжение на реостате

Вычислите мощность тока в лампе

Вычислите мощность тока в реостате

Рассчитайте работу электрического тока в лампе

Рассчитайте работу электрического тока в реостате

3. Самостоятельная работа

Определите силу тока в цепи

Определите напряжение на батареи

Рассчитайте напряжение на лампе

Рассчитайте напряжение на реостате

Вычислите мощность тока в лампе

Вычислите мощность тока в реостате

Рассчитайте работу электрического тока в лампе

Рассчитайте работу электрического тока в реостате

1,2 задание общее ,далее

1вариант выполняет задания под нечетными номерами, т.е. 3,5,7

2 вариант выполняет задание под четными номерами, т.е. 4,6,8.

(самопроверка по ответам)

3.Объяснение нового материала

— С какими физическими величинами связано количество теплоты? ( С работой и временем).

-Как обозначается количество теплоты? (Q )

— Подумайте и скажите, в какой зависимости находятся количество теплоты и время работы проводника ? ( В прямой пропорциональной зависимости. Чем дольше работает проводник с током, тем больше выделится количества теплоты) .

Электрический ток нагревает проводник. А с чем это связано? Ответ на этот вопрос найдите в учебнике.

(Работа с учебником)

Опыт показывает, что в неподвижных металлах вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам, но уже путем теплопередачи. Значит, количество теплоты , выделяемое проводником, по которому течет ток ,равно работе тока

A=UIt , Q=A , то Q= UIt , U=lR , Q=l 2 Rt

Количество теплоты, выделяемое проводником с током , равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.

К этому же выводу пришли независимо друг от друга английский ученый Джеймс Джоуль и русский ученый Эмилий Христианович Ленц. Поэтому сформулированный выше вывод называется законом Джоуля-Ленца.

(Просмотр ролика об Эмилии Ленце ( 6 мин) )

4. Первичное закрепление материала

1) выведите формулу для вычисления количества теплоты, выделяемое проводником, если известно

напряжение, сопротивление и время работы проводника ( Q= )

мощность электроприбора и его время работы (Q=Рt)

2)Используя карточку 1,определите, какое количество теплоты выделит лампочка

Дано: СИ Решение:

t=10 мин 600 с Q = l 2 Rt

R=3 Ом Q=600·3·0,4=720 Дж

I=0,4 А Ответ : 720 Дж

Определите какое количество теплоты выделит лампочка

Рассчитайте количество теплоты, выделяемое реостатом.

Чем объясняется тепловое действие тока

Закон Джомуля — Лемнца — физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Установлен в 1841 году Джеймсом Джоулем и независимо от него в 1842 году Эмилием Ленцем

Электрический ток нагревает проводник. Это явление нам хорошо известно. Объясняется оно тем, что свободные электроны в металлах, перемещаясь под действием электрического поля, взаимодействуют с ионами или атомами вещества проводника и передают им свою энергию. В результате работы электрического тока увеличивается скорость колебаний ионов и атомов и внутренняя энергия проводника увеличивается. Опыты показывают, что в неподвижных металлических проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам, но уже путем теплопередачи. Значит, количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока. Мы знаем, что работу тока рассчитывают по формуле:

Обозначим количество теплоты буквой Q. Согласно сказанному выше Q = A, или Q = U*I*t. Пользуясь законом Ома, можно количество теплоты, выделяемое проводником с током, выразить через силу тока, сопротивление участка цепи и время. Зная, что U = IR, получим: Q = I*R*I*t, т. е. Q=I *R*t Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени. К этому же выводу, но на основании опытов впервые пришли независимо друг от друга английский ученый Джоуль и русский ученый Ленц. Поэтому сформулированный выше вывод называется законом Джоуля – Ленца.

Читайте так же:
В чем состоит тепловое действие электрического тока

Рассмотрим устройство лампы накаливания. Нагреваемым элементом в ней является свернутая в спираль тонкая вольфрамовая нить 1. Вольфрам для изготовления нити выбран потому, что он тугоплавок и имеет достаточно большое удельное сопротивление. Спираль с помощью специальных держателей 2 укрепляется внутри стеклянного баллона, наполненного инертным газом, в присутствии которого вольфрам не окисляется. Баллон крепится к цоколю 3, к которому припаян один конец токоведущего провода в точке 4. Второй конец провода через изолирующую прокладку 5 припаян к нижнему контакту. Лампа ввертывается в патрон. Он представляет собой пластмассовый корпус А, в котором имеется металлическая гильза Б с резьбой; к ней присоединен один из проводов сети. Патрон контактирует с цоколем 3. Второй провод от сети присоединен к контакту В, который касается нижнего контакта лампы. Лампы накаливания удобны, просты и надежны, но экономически они невыгодны. Так, например, в лампе мощностью 100 Вт лишь небольшая часть электроэнергии (4 Вт) преобразуется в энергию видимого света, а остальная энергия преобразуется в невидимое инфракрасное излучение и в форме тепла передается окружающей среде.

Для оценки эффективности того или иного устройства в технике введена специальная величина – коэффициент полезного действия (КПД). Коэффициентом полезного действия называют отношение энергии, полезно преобразованной (работы или мощности), ко всей потребленной энергии, или затраченной (работе или мощности):

Часто КПД выражают в процентах (%). Вычислим КПД электрической лампы накаливания по данным, приведенным выше: h=4/100=0.04=4%;

Для сравнения укажем, что КПД лампы дневного света примерно 15%, а у натриевых ламп наружного освещения около 25%.

Существует большое число электрических нагревательных приборов, например электрические плиты, утюги, самовары, кипятильники, обогреватели, электрические одеяла, фены для сушки волос, в которых используется тепловое действие тока. Основным нагревательным элементом является спираль из материала с большим удельным сопротивлением. Она помещается в керамические изоляторы с хорошей теплопроводностью, которые изготовлены в виде своеобразных бус. В приборах, предназначенных для нагревания жидкостей, изолированная спираль помещается в трубки из нержавеющей стали. Ее выводы тоже тщательно изолируются от металлических частей приборов. Температура спирали при работе нагревательного прибора остается постоянной. Объясняется это тем, что очень быстро устанавливается баланс между потребляемой из сети электроэнергией и количеством теплоты, отдаваемым путём теплообмена окружающей среде. теплота сверхпроводимость постоянный ток

Очень эффективным преобразователем электрической энергии, дающим много тепла и света, является электрическая дуга. Ее широко используют для электрической сварки металлов, а также в качестве мощного источника света. Для наблюдения электрической дуги надо два угольных стержня с присоединенными к ним проводами закрепить в хорошо изолирующих держателях, а затем подключить стержни к источнику тока, дающему невысокое напряжение (от 20 до 36 В) и рассчитанному на большие силы тока (до 20 А). Последовательно стержням обязательно надо включить реостат. Ни в коем случае нельзя подключать угли в городскую сеть (220 или 127 В), так как это приведет к сгоранию проводов и к пожару. Коснувшись углями друг друга, можно заметить, что в месте соприкосновения они сильно раскалились. Если в этот момент угли раздвинуть, между ними возникает яркое слепящее пламя, имеющее форму дуги. Это пламя вредно для зрения. Пламя электрической дуги имеет высокую температуру, при которой плавятся самые тугоплавкие материалы, поэтому электрическая дуга используется в дуговых электрических печах для плавки металлов. Пламя дуги является очень ярким источником света, поэтому его часто используют в прожекторах, стационарных кинопроекторах и т. д.

Электрические цепи всегда рассчитаны на определенную силу тока. Если по той или иной причине сила тока в цепи становится больше допустимой, то провода могут значительно нагреться, а покрывающая их изоляция – воспламениться. Причиной значительного увеличения силы тока в сети может быть или одновременное включение мощных потребителей тока, например электрических плиток, или короткое замыкание. Коротким замыканием называют соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи. Короткое замыкание может возникнуть, например, при ремонте проводки под током (рис. 86) или при случайном соприкосновении оголенных проводов. Сопротивление цепи при коротком замыкании незначительно, поэтому в цепи возникает большая сила тока, провода при этом могут сильно накалиться и стать причиной пожара. Чтобы избежать этого, в сеть включают предохранители. Назначение предохранителей – сразу отключить линию, если сила тока вдруг окажется больше допустимой нормы.

Рассмотрим устройство предохранителей, применяемых в квартирной проводке. Главная часть предохранителя, изображенного на рисунке проволока С из легкоплавкого металла (например, из свинца), проходящая внутри фарфоровой пробки П. Пробка имеет винтовую нарезку Р и центральный контакт К. Нарезка соединена с центральным контактом свинцовой проволокой. Пробку ввинчивают в патрон, находящийся внутри фарфоровой коробки Свинцовая проволока представляет, таким образом часть общей цепи. Толщина свинцовых проволок рассчитана так, что они выдерживают определенную силу тока, например 5, 10 А и т.д. Если сила тока превысит допустимое значение, то свинцовая проволока расплавится и цепь окажется разомкнутой. Предохранители с плавящимся проводником называют плавкими предохранителями.

Читайте так же:
Какую теплоту за 1 мин выделяет ток 15 а

Если в этой формуле силу тока брать в амперах, сопротивление в омах, а время в секундах, то получим количество выделенного тепла в джоулях. Из сравнения формул (29) и (34) следует, что количество выделенного тепла равно количеству электрической энергии, полученной данным проводником при прохождении по нему тока.

Допустимая сила и плотность тока. Превращение электрической энергии в тепловую нашло широкое применение в технике. Оно происходит, например, в различных производственных и бытовых электронагревательных приборах (электрических печах, электроплитах, электрических паяльниках и пр. ) , в электрических лампах накаливания, аппаратах для электрической сварки и пр. Однако во многих электрических устройствах, например в электрических машинах и аппаратах, электрических проводах и т. д. , превращение электрической энергии в тепло вредно, так как это тепло не только не используется, а наоборот, ухудшает работу этих машин и аппаратов, а в некоторых случаях может вызвать повреждения и аварии.
Каждый проводник в зависимости от условий, в которых он находится, может пропускать, не перегреваясь, ток силой, не превышающей некоторое допустимое значение. Для определения токовой нагрузки проводов часто пользуются понятием допустимой плотности тока J (сила тока I, приходящаяся на 1 мм2 площади s поперечного сечения проводника) :

Тепловое действие – ток

При изучении теплового действия тока было установлено, что в одних элементах электрической цепи, например некоторых приемниках, тепловой эффект тока используется полезно – по назначению, в то время как в других элементах цепи, например в соединительных проводах, выделяемое тепло бесполезно рассеивается. Следовательно, выделение тепла в проводах, приводящее к потерям энергии, должно быть сведено в электрических цепях и установках к минимуму рациональным выбором сопротивления соединительных проводов. [46]

Наряду с тепловым действием тока при значительной его величине на отдельные токоведущие элементы контактов могут действовать электродинамические силы, которые существенно влияют на ход тепловых процессов в контактах. [47]

Наряду с тепловым действием тока короткого замыкания в контактном соединении могут возникать значительные электродинамические силы, действующие на отдельные элементы соединения и направленные согласно или против действия сил контактных пружин. [48]

В технике связи тепловое действие тока используется в нитях накала электронных приборов, в термостатах и в плавких предохранителях. [49]

Ожоги происходят вследствие теплового действия тока и образования электрической дуги. Они могут быть поверхностными ( кожные) или глубокими, сопровождающимися поражением не только кожи, но и подкожной ткани, глубоко лежащих мышц, нервов и костей. При высокой частоте тока могут иметь место ожоги внутреннего характера, даже без заметного повреждения кожной поверхности. [50]

Ожоги происходят вследствие теплового действия тока и образования электрической дуги. При высокой частоте тока могут иметь место ожоги внутреннего характера, даже без заметного повреждения кожной поверхности. [51]

Широкое промышленное использование теплового действия тока , в том числе и электрической дуги, стало возможным в результате дальнейшего развития электротехники, после того как был сформулирован ряд основных законов об электрических и магнитных явлениях, созданы генераторы переменного тока и трансформаторы, осуществлена передача энергии на расстояние. [52]

Ожоги являются результатом теплового действия тока , электрической дуги или искры, а также воздействия расплавленного или раскаленного металла. Электрические знаки возникают при контакте участка тела человека с токоведущими частями и представляют собой огрубления желтоватого цвета с белой каймой и припухлостью кожи. [53]

Ожоги происходят вследствие теплового действия тока и образования электрической дуги. При высокой частоте тока могут иметь место ожоги внутреннего характера, даже без заметного повреждения кожной поверхности. [54]

Это объясняется влиянием теплового действия тока на упругие свойства спиральных противодействующих пружинок. Максимальное значение тока, пропускаемо. [56]

Рабочая температура поддерживается тепловым действием тока между 50 и 55; более высокая температура снижает напряжение, но понижает использование тока. Амальгама должна быстро удаляться из ванны в сосуд для разложения, иначе она делается тестообразной и непригодной к работе, при этом значительно возрастают потери тока. [57]

Опасность перегрузки объясняется тепловым действием тока , сущность и количественная сторона которого выражается законом Джоуля – Ленца. При прохождении по проводникам тока больше допустимого их температура может быть выше допустимой. При двухкратной и более перегрузке проводников со сгораемой изоляцией происходит ее воспламенение. При небольших перегрузках воспламенение изоляции не наблюдается, но происходит быстрое ее старение. Срок службы изоляции проводников резко сокращается. Так, например, перегрузка проводов с изоляцией класса А на 25 % сокращает срок службы их примерно до 3 – 5 месяцев ( вместо 20 лет), а перегрузка на 50 % приводит в негодность провода в течение нескольких часов. Таким образом, перегрузка проводников опасна как большая, так и малая. [58]

Читайте так же:
Датчик температуры теплого пола можно ли удлинить провод

§ 2.7. Работа и мощность тока. Закон Джоуля—Ленца

Работа тока

При упорядоченном движении заряженных частиц в проводнике электрическое поле совершает работу. Эту работу принято называть работой тока.

Если за промежуток времени Δt через поперечное сечение произвольного участка проводника проходит заряд Δq, то электрическое поле за это время совершит работу (см. § 1.19)

где U — напряжение на концах проводника. Так как сила тока

Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения на этом участке и времени, в течение которого совершалась работа.

Согласно закону сохранения энергии эта работа должна быть равна изменению энергии рассматриваемого участка цепи. Поэтому энергия, выделяемая на данном участке цепи за время Δt, равна работе тока [см. формулу (2.7.1)].

Если в формуле (2.7.1) выразить либо напряжение через силу тока (U = IR), либо силу тока через напряжение то получим еще две формулы для работы тока:

Формула (2.7.1) является универсальной, так как для ее вывода мы пользовались только законом сохранения энергии, который справедлив во всех случаях. Формулы (2.7.2) и (2.7.3) получены из формулы (2.7.1) с помощью закона Ома для однородных участков цепи. Поэтому эти формулы справедливы только в том случае, когда работа тока полностью идет на увеличение внутренней энергии проводника.

Формулой (2.7.2) удобно пользоваться при последовательном соединении проводников, так как сила тока в этом случае одинакова во всех проводниках. Формула (2.7.3) удобна при параллельном соединении проводников, так как напряжение на всех проводниках одинаково.

Мощность тока

Любой электрический прибор (лампа, электродвигатель и т. д.) рассчитан на потребление определенного количества энергии в единицу времени. Поэтому наряду с работой тока очень важное значение имеет понятие мощность тока. Мощность тока Р равна отношению работы тока А за время Δt к этому интервалу времени:

Пользуясь формулой (2.7.1), можно равенству (2.7.4) придать форму:

Формула (2.7.5) является универсальной формулой для вычисления мощности тока. С помощью закона Ома можно получить еще две формулы мощности тока:

Формулы (2.7.6) и (2.7.7), как и (2.7.2) и (2.7.3), пригодны только тогда, когда работа тока полностью идет на увеличение внутренней энергии.

В СИ единицей работы тока является джоуль (Дж), а мощности — ватт (Вт). На практике широко используется внесистемная единица работы тока — киловатт-час (кВт • ч): 1 кВт • ч = 3,6 • 10 6 Дж.

Закон Джоуля—Ленца

Если на участке цепи не совершается механическая работа и ток не производит химических действий, то происходит только нагревание проводника. Нагретый проводник отдает теплоту окружающим телам.

Нагревание металлического проводника происходит следующим образом. Электрическое поле ускоряет электроны. После столкновения с ионами кристаллической решетки они передают ионам свою энергию. В результате энергия хаотического движения ионов около положений равновесия возрастает. Этц и означает увеличение внутренней энергии. Температура проводника повышается, и он начинает передавать теплоту окружающим телам. Спустя небольшое время после замыкания цепи процесс устанавливается, и температура перестает изменяться со временем. К проводнику за счет работы электрического поля непрерывно поступает энергия. Но его внутренняя энергия остается неизменной, так как проводник передает окружающим телам количество теплоты, равное работе тока. Последнее справедливо только тогда, когда работа электрического тока полностью расходуется на увеличение внутренней энергии. В этом случае количество теплоты, передаваемое проводником с током другим телам, можно вычислить по любой из формул (2.7.1)—(2.7.3):

Однако если на данном участке цепи имеют место превращения энергии в механическую или химическую, то количество теплоты, выделяемое проводником с током, меньше работы тока *.

* Подробнее об этом будет рассказано в § 2.16.

Для вычисления количества выделяемой теплоты в этом случае пригодна только формула (2.7.2):

Это и есть закон Джоуля—Ленца, установленный опытным путем в 1842 г. русским академиком Э. X. Ленцем и независимо от него английским физиком Д. Джоулем.

Закон Джоуля—Ленца формулируется так: количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока.

Закон Джоуля—Ленца (2.7.9) справедлив не только для металлических проводников, но и для растворов электролитов и газов. В этих случаях внутренняя энергия жидкого и газообразного проводящего ток вещества также увеличивается из-за столкновений упорядоченно движущихся заряженных частиц с другими заряженными или нейтральными частицами вещества.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector