Електронагрівальні прилади. Закон Джоуля—Ленца
Теплова дія струму
Проходження струму завжди супроводжується виділенням теплоти.
Вільні електрони, переміщуючись під дією електричного поля, взаємодіють із зустрічними атомами або іонами речовини провідника й передають їм частину своєї енергії.
Ця енергія перетворюється у внутрішню енергію провідника, і його температура підвищується.
Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889) — англійський фізик, один із засновників сучасної теорії теплових явищ.
Емілій Християнович Ленц (1804–1865) — російський фізик, професор Петербурзького університету.
Від чого залежить кількість теплоти, яка виділяється в провіднику при проходженні струму?
Закон Джоуля—Ленца.
Кількість теплоти, яка виділяється у провіднику зі струмом, прямо пропорційна квадрату сили струму (І), опору провідника (R) й часу проходження струму (t):
Запитання
Який із провідників нагріється більше й чому?
Електронагрівальні прилади
Нагрівальні елементи
Нагрівальні елементи мають витримувати нагрівання до дуже високої температури, тому їх виготовляють із тугоплавких матеріалів, тобто з матеріалів, що мають високу температуру плавлення.
Запобіжники
Запобіжники — пристрої, які розмикають коло, якщо сила струму в ньому збільшиться понад норму.
Винахід лампи �розжарювання
Задача 1
Яка кількість теплоти виділиться за 10 хв у провіднику опором 20 Ом при силі струму 5 А?
Дано:
хв
Ом
А
с
(кДж).
Відповідь:
кДж.
Задача 2
Дано:
Яка кількість теплоти виділиться за 30 хв в електричному чайнику опором 100 Ом, включеному в мережу з напругою 220 В? Скільки води можна нагріти від до кипіння, використовуючи все тепло, яке виділяється струмом?
хв
Ом
В
с
Із таблиці:
(кДж).
(кг).
Відповідь:
кДж;
кг.
Задача 3
Дано:
Визначте опір провідника, якщо при силі струму 2 А за 5 хв він виділив 2400 Дж енергії.
А
хв
Дж
с
.
.
.
(Ом).
Ом.
Відповідь:
Ом.
Домашнє завдання
Розв’язати задачі за посібником:
Задача 10.47. Яку масу води можна нагріти від до
за 2 хв 40 с електричним нагрівачем, ККД якого становить 75 %? Нагрівач, виготовлений з 11 м нікелінового дроту з площею поперечного перерізу , живиться від мережі 220 В.
Додаткове завдання. Придумайте конструкцію спіралі нагрівального елемента, потужність якого можна змінювати в 2 рази.
Дякую за увагу!!!