Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля—Ленц.
Презентация подготовлена к проведению занятия по физике для студенов 1 курса медицинского колледжа. тема занятия: "Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля—Ленца Короткое замыкание тока".
Просмотр содержимого документа
«Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля—Ленц.»
Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля—Ленца. Короткое замыкание тока. Мощность электрического тока.
- Что называется проводником?
- Что называется диэлектриком?
- Почему в диэлектриках не течет электрический ток, в проводниках течет?
Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля—Ленца .
Назовите основные действия тока на проводник.
- На предыдущих занятиях мы с вами говорили о различных действиях электрического тока, которые он способен оказывать, протекая в различных средах. Давайте с вами вспомним, что это за действия?
Какой прибор не вписывается в общий ряд? Уберите лишний.
Потребители электрического тока
- Чем ты руководствовался, делая выбор?
- Какое действие электрического тока проявляется в выбранных приборах?
Тепловое действие электрического тока.
- Тепловое действие тока проявляется в том, что при протекании тока по проводнику последний нагревается.
- Тепловое действие ток производит в любой проводящей среде: твёрдой, жидкой и газообразной.
Почему происходит нагрев проводника?
- Почему при прохождении электрического тока проводник нагревается?
- Из какого материала необходимо изготовлять спирали для лампочек?
- Какими свойствами должен обладать металл, из которого изготовляют спирали нагревательных элементов?
У нас имеется электрическая цепь, что происходит в ней при включении электрического ток
У нас имеется электрическая цепь, что происходит в ней при включении электрического ток
- При замыкании цепи лампа загоритьсягорит.
- Это объясняется тем, что при прохождении тока спираль лампы нагревается и дает свечение.
- Проходя через проводник, электрический ток вызывает его нагрев.
Почему же проводники нагреваются?
Рассмотрим на примере движении одного электрона по проводнику
Электрический ток в металлическом проводнике – это упорядоченное движение
электронов. Проводник — это кристалл из ионов, поэтому электронам приходится «течь» между ионами, постоянно наталкиваясь на них. При этом часть кинетической энергии электроны передают ионам , заставляя их колебаться сильнее. Кинетическая энергия ионов увеличивается, следовательно увеличивается внутренняя энергия проводника , и следовательно его температура. А это и вызывает нагрев проводника.
Почему же проводники нагреваются?
Почему же проводники нагреваются?
Рассмотрим на примере движении одного электрона по проводнику
Электрический ток в металлическом проводнике – это упорядоченное движение
электронов. Провод — это кристалл из ионов, поэтому электронам приходится «течь» между ионами, постоянно наталкиваясь на них. При этом часть кинетической энергии электроны передают ионам , заставляя их колебаться сильнее. Кинетическая энергия ионов увеличивается, следовательно увеличивается внутренняя энергия проводника , и следовательно его температура. А это и значит что, проводник нагревается
От каких величин зависит нагревание проводника?
Многочисленные опыты показывают, что чем больше сила тока в проводнике тем и количество теплоты выделившееся в проводнике будет больше. Значит нагревание проводника зависит от силы тока (I).
От каких величин зависит нагревание проводника?
Но не только сила тока отвечает за то, что выделяется большое количество теплоты.
Был проведен эксперимент.
Зависимость количества теплоты, выделяющегося на проводнике от его сопротивления
- При пропускании электротока через проводники:
- Никелин нагревается до белого каления
- Сталь — краснеет
- Медный проводник остается темным
Q 1 ≠Q 2 ≠Q 3
I 1 = I 2 = I 3
Следовательно количество теплоты зависит не только от силы тока, но и от того, из какого вещества изготовлен проводник. Точнее — от электрического сопротивления проводника ( R )
Удельное сопротивление
Нагрев проводника
Ом мм 2 /м
ВЫВОД: Чтобы проводник нагревался сильнее,
он должен обладать большим удельным сопротивлением
Нагревание проводников зависит не только от силы тока, но и от сопротивления проводников.
Нагревание проводников зависит не только от силы тока, но и от сопротивления проводников.
Так как сила тока в последовательно соединенных лампах одинакова , то количество теплоты , выделяемое в единицу времени, больше в лампе с большим сопротивлением .
R 1 R 2
- При одинаковой силе тока накал ламп разный. Лампа слева нагревается слабее, а то что справа — сильнее.
- Вывод: Чем больше сопротивление проводника, тем больше он нагревается.
Закон Джоуля -Ленца
ДЖОУЛЬ ДЖЕЙМС ПРЕСКОТТ
Ленц Эмилий Христианович
в 19 веке установили зависимость выделившейся теплоты от силы тока и сопротивления
Закон Джоуля — Ленца
Количество теплоты Q , которое выделяется при протекании электрического тока по проводнику, зависит от силы тока в этом проводнике и от его электрического сопротивления.
Реши задачу!
Определить количество теплоты, выделяемое проводником, сопротивление которого 35 Ом, в течении 5 минут. Сила тока в проводнике 5 А.
R=35 Ом
t=5 мин
I= 5 А
Количество выделенной теплоты в проводниках зависит :
- От …
- От …
- От типа соединения нагрузок в электроцепи.
Зависимость выделения тепла в проводниках от типа соединения
Для сравнения количества теплоты, выделяемого в параллельно соединенных проводниках, закон Джоуля—Ленца удобно представить в виде:
а) последовательное соединение;
б) параллельное соединение
Зависимость выделения тепла в проводниках от типа соединения
Так как сила тока в последовательно соединенных лампах одинакова , то количество теплоты , выделяемое в единицу времени, больше в лампе с большим сопротивлением .
а) последовательное соединение;
б) параллельное соединение
Зависимость выделения тепла в проводниках от типа соединения
Из формулы следует, что при параллельном соединении ламп количество теплоты , выделяемое в каждой лампе в единицу времени, обратно пропорционально ее сопротивлению.
а) последовательное соединение;
б) параллельное соединение
ВЫВОД:
- Как нужно подключать тепловые электроприборы, чтобы выделялось больше тепла? меньше тепла?
а) последовательное соединение;
б) параллельное соединение
Практическое применение теплового действия тока
Тепловое действие тока используют в электронагревательных приборах и установках.
Основная часть прибора- нагревательный элемент, он представляет собой спираль из материала с большим удельным сопротивлением, способный выдерживать нагревание до высоких температур.
Чаще всего таким материалом является нихром.
