Теплова дія струму. Закон Джоуля – Ленца

 

11 квітня

Класна робота

Теплова дія струму. Закон Джоуля – Ленца

АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

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

Розглянемо дане явище більш детальніше.

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.

Зі збільшенням у провіднику сили струму, кількість теплоти також збільшується

Закон Джоуля – Ленца

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

Q=I^2 Rt

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:

Q=UIt;           Q=U^2/R t

    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.

Електронагрівальні пристрої

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

Основною частиною будь-якого електронагрівника є нагрівальний елемент.

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.

РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ (записуємо задачі у зошит)

===========================================================

Домашнє завдання

Письмово дати відповідь на питання

1. Чому нагріваються провідники, в яких тече електричний струм?

2.Сформулюйте закон Джоуля – Ленца. Чому він має таку назву?

3. Як математично записують закон Джоуля – Ленца?

4. Які перетворення енергії відбуваються всередині електронагрівника в разі його ввімкнення в електричне коло?

5. Що таке коротке замикання?

6. З якою метою застосовують запобіжники? 

Вивчити § 34 – 35, Вправа № 34 (1, 4)