Фізика - дистанційне навчання: Урок 58 (8 кл) Теплова дія струму. Закон Джоуля

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

ІІ. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ

IIІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Ми вже знаємо,що проходження струму завжди супроводжується виділенням теплоти.

Розглянемо дане явище більш детальніше.

IV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Закон Джоуля – Ленца

Коли в провіднику йде струм, то вільні заряджені частинки, рухаючись під дією електричного поля, зіштовхуються з іншими частинками і передають їм частину своєї енергії. У результаті середня швидкість хаотичного (теплового) руху частинок речовини збільшується – провідник нагрівається.

Теплову дію струму вивчали англійський фізик Джеймс Джоуль і російський фізик Емілій Ленц. Незалежно один від одного вони дійшли однакового висновку.

Закон Джоуля – Ленца

Кількість теплоти, яка виділяється в провіднику внаслідок проходження струму, прямо пропорційна квадрату сили струму, опору провідника й часу проходження струму:

Q –кількість теплоти, яка виділяється провідником зі струмом;

І– сила струму у провіднику;

R – опір провідника;

t – час проходження струму.

Інші формули випливають із Закон Джоуля – Ленца:

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, даними формулами користуватися не можна.

2. Електронагрівальні пристрої

Питання класу

· Яке практичне значення має закон Джоуля – Ленца?

Теплова дія струму використовується в різних електронагрівальних пристроях (праски, плити, чайники, електричні каміни, рефлектори, лампи накалювання).

Основною частиною будь-якого електронагрівника є нагрівальний елемент.

За законом Джоуля – Ленца кількість теплоти Q, що виділяється в нагрівальному елементі, обчислюється за формулою Q = I²Rt, отже, змінюючи час нагрівання або силу струму в нагрівальному елементі, можна регулювати температуру нагрівника.

3. Коротке замикання та запобіжники

Якщо увімкнути відразу кілька потужних споживачів, загальний опір кола суттєво зменшиться, відповідно сила струму в колі значно збільшиться.

Коротке замикання – різке збільшення сили струму в колі.

Коротке замикання може виникнути у випадку порушення ізоляції проводів або під час ремонту елементів електричного кола, які перебувають під напругою.

Щоб уникнути пожежі у випадку короткого замикання або перевантаження електричного кола, а також не допустити псування споживачів електричної енергії під час небезпечного збільшення сили струму, використовують запобіжники.

Запобіжники – пристрої, які розмикають коло, якщо сила струму в ньому збільшиться понад норму.

Автоматичні запобіжники.

Робоча частина автоматичного запобіжника – біметалева пластина. у разі збільшення сили струму понад норму біметалева пластина вигинається, в результаті чого коло розмикається. Після охолодження запобіжник знову можна повернути в робочий стан.

Плавкі запобіжники, які застосовують в радіотехніці. Уздовж осі скляної трубочки з металевими наконечниками натягнутий тонкий дріт із легкоплавкого матеріалу

V. РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ