Теплова дія струму. Закон Джоуля — Ленца.
До підручника
«Фізика» 8 клас За редакцією
В.Г. Бар’яхтара, С.О. Довгого Підготувала
Слободянюк
Наталія
Олександрівна.
Проходження струму в провіднику супроводжується виділенням теплоти.
Вільні електрони переміщуючись під дією електричного поля, взаємодіють із зустрічними атомами або іонами речовини провідника і передають їм при зіткненні частину своєї енергії.
Ця енергія перетворюється у внутрішню енергію провідника і його температура підвищується
Ø За незмінної сили струму в провіднику кількість теплоти, яка виділяється в ньому під час проходження струму, прямо пропорційна опору провідника.
Ø Зі збільшенням у провіднику сили струму кількість теплоти, що виділяється, теж збільшується.
Кількість теплоти, яка виділяється в провіднику внаслідок проходження струму, прямо пропорційна квадрату сили струму, опору провідника й часу проходження струму: |
Закон Джоуля — Ленца був установлений експериментально.
Закон збереження енергії:
Е. Х. Ленц
Особливості застосування
Припущення:
В будь-якому випадку кількість теплоти, яка виділяється в ділянці кола внаслідок проходження струму, можна обчислити за формулою .
Цими формулами можна користуватися тільки в тому випадку, коли вся електрична енергія витрачається на нагрівання. |
|
Якщо ж на ділянці кола є споживачі енергії, в яких виконується механічна робота або відбуваються хімічні реакції, формулами користуватися не можна |
Змінюючи час нагрівання або силу струму в нагрівальному елементі, можна регулювати температуру нагрівника |
Нагрівальні елементи виготовляють із речовин з великим питомим опором, а підвідні проводи — із речовин з малим питомим опором. |
Електронагрівальні пристрої
1. Робота всіх електричних нагрівників ґрунтується на тепловій дії струму: в таких пристроях енергія електричного струму перетворюється на внутрішню енергію нагрівника, який, у свою чергу, віддає енергію довкіллю шляхом теплопередачі
2. Основна частина електронагрівника - нагрівальний елемент — провідник, який нагрівається в разі проходження струму. Нагрівники виготовляють із тугоплавких матеріалів (ті, що мають високу температуру плавлення). Нагрівальний елемент ізолюють від корпусу нагрівального пристрою.
Під час роботи електронагрівальних пристроїв певна кількість теплоти виділяється і в підвідних проводах. Значне нагрівання проводів може стати причиною пожежі, тому, якщо є небезпека надмірного збільшення сили струму, до електричного кола приєднують запобіжник.
Запобіжник являє собою пристрій, який розмикає електричне коло, якщо сила струму перевищить значення, допустиме для цього кола.
Автоматичні запобіжники. Плавкі запобіжники, які застосовують в радіотехніці.
Робоча частина автоматичного запобіжника — біметалева пластина.
Дуже небезпечно застосовувати несправні запобіжники або саморобні запобіжні пристрої. Якщо в разі збільшення сили струму понад норму коло своєчасно не розімкнеться, виникне пожежа.
Розробити план заощадливого використання електроенергії з метою зменшення витрат сімейного бюджету та економії електроенергії.