Закон Джоуля-Ленца�Електронагрівальні прилади�

Естафета формул

Естафета формул

ЗАКОН ДЖОУЛЯ – ЛЕНЦА�ЕЛЕКТРОНАГРІВАЛЬНІ ПРИЛАДИ

Мета: оволодіти знаннями про закон Джоуля-Ленца; глибше з’ясувати поняття теплової дії струму та кількісної міри цієї величини. Показати універсальність закону збереження

та перетворення енергії на прикладі електричних і теплових процесів; сформувати уявлення про електронагрівальні прилади.

Застосування струму:

Від чого залежить кількість теплоти, що виділяється у провіднику зі струмом?

Джоуль Джеймс Прескот (1818 – 1889)

Установив закон, який визначає теплову дію електричного струму. Обґрунтував на дослідах закон збереження енергії.

Ленц Еміль Християнович (1804-1865) Установив закон, який визначає теплову дію електричного струму. Один з основоположників

електротехніки.

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

Робота електричного струму може повністю витрачатися на збільшення внутрішньої енергії тіла

A = Q; А = IUt; Q = IUt;

При послідовному

з’єднанні провідників

При паралельному

з’єднанні провідників

Закон Джоуля-Ленца

Від чого залежить теплова дія струму?

Залежить від сили струму і не залежить

від прикладеної напруги

При послідовному з’єднанні:

При паралельному з’єднанні:

​

Електронагрівальні прилади

Лампочка

Праска

Електрична плита

Фен

Електрочайник

Кип’ятильник

Використання електронагрівальних� приладів в тепличному господарстві

Для обігрівання теплиць, як у підсобних господарствах, так і промислових масштабах, використовуються різні види електронагрівальних приладів, ось деякі із них:

Ґрунтове обігрівання

Обігрівання калорифером

Обігрівання інфрачервоними променями

Використання теплової дії струму при сушінні зерна

У фермерських господарствах використовують різні типи сушильних машин для зерна, ось деякі із них:

Сушильна машина шахтного типу

Пересувна сушильна машина

Внутрішня будова

Використання теплової �дії струму у контактному електрозварюванні

Каховський завод електрозварювального обладнання випускає 13 видів електрозварювального обладнання, ось деякі із них:

Рейкозварювальна машина КРС-1

Підвісні машини для зварювання труб

Машини стаціонарні для контактного точкового зварювання

Люди почали використовувати штучне світло приблизно 12 000 років тому, і першими його джерелами були смоляні фа­кели.

Через 9000 років почали застосовуватися масляні лампи й свічі, які освітлювали античні споруди Греції й Рима.

Свічі використовували найрізноманітніші: сальні, воскові, стеаринові, парафінові.

Наприкінці XVIII — на початку XIX ст. з'явилися газові ліхтарі: вугільний газ, з'єднуючись із киснем, загорявся, розжарюючи металеву сіт­ку ліхтаря, яка й випромінювала світло.

Історія створення лампи розжарювання

У 1876 році російський винахідник Павло Миколайович Яблочков розробив один з варіантів електричної дугової лампи, в основі якої були вугільні стрижні. Її світіння мало красивий бузковий відтінок.

Саме на честь винахідника її ще називають «свічею Яблочкова».

У 1878 році «російське світло» освітило вулиці Парижа, Петербурга й навіть палац перського шаха. Правда, сам вина­хідник помер у злиднях, не доживши до 47 років..

Незабаром дугову лампу замінила лампа нового покоління — лампа розжарювання. Її було винайдено в 1872 р. російським електротехніком Олександром Лодигіним.

Основний її елемент — вугіль­ний стрижень, який нагрівався струмом до температури, при якій він починав світитися. Стрижень розміщався під скляним ковпаком. Перші лампи працювали всього 3О—40 хв.

Пізніше О.Лодигін істотно збільшив строк їхньої служби, відкачавши з колби по­вітря.

У 1906 році він замінив вугільний стержень ниткою з вольфраму (тугоплавкого металу), а щоб зменшити його випаровування, балон лампи почали наповнювати інертними газами (аргоном, криптоном)

Знаменитий американський ви­нахідник Томас Едісон у 1877 р. удосконалив цей тип лами. Він домігся сильного розрідження в лампі (тиск ставав у мільйон разів меншим за атмосферний), знайшов новий матеріал для во­лоска розжарення — оброблений спеціальним хімічним розчином бамбук, перепробувавши понад 6000 різних речовин.

Едісон зробив винахід комерційно вигідним: придумав цоколь, патрон, поворотний вимикач, запобіжники, ізольовані проводи.

У 1879 році він першим запатентував лампу розжарювання. У ніч на 1 січня 1880 р. сімсот едісоновських ламп освітили, бу­динок, де працював винахідник, двір, ворота й навіть огорожу.

Лампи розжарювання служать нам до цього часу. Їхнє світло вважається оптимальним для сприйняття людським оком.

Однак, у них є один суттєвий недолік:

майже 95% їхньої енергії перетворюється в тепло і лише 5% припадає на світло.

Уже в наші дні з'явилися

криптонові лампи (наповнені криптоном), у яких підвищено світловіддачу порівняно зі звичайними лампами.

біспіральні лампи — з більш товстим волоском розжарення, який дозволяє випромінювати більш яскраве світло.

галогенові лампи — вони наповнені парами брому, фтору або йоду, що підвищує світловіддачу й збільшує термін служби.

люмінесцентні лампи (їх так і називають енергозберігаючі).

​

• Чому іноді розетка або штепсельна вилка працюючого електроприладу дуже нагрівається?
• Увімкнули паралельно залізний та мідний провідникиоднакової довжини. На якому з цих провідників виділяються більша кількість теплоти?

Закріплення вивченого

Розв'язати задачі:

1. На цоколі лампочки написано 220 В, 100 Вт. За цими даними визначте кількість теплоти, що виділяється в спіралі лампочки за 5 хвилин світіння.
2. В спіралі електроплитки опором 60 Ом при силі струму 3 А виділилось 540 кДж теплоти. Скільки часу була включена в мережу плитка?

3. Який опір нитки розжарювання електричної лампи, якщо протягом 1 хвилини при силі струму 1 А виділяється 660 Дж теплоти?

​

1. Дано:

U=220 В

P=100Вт

t=5 хв

​

Q - ?

P=UI

I=100/220=5/11 А

R=(220*11)/5=484 Ом

Відповідь: 30кДж

2. Дано:

R=60 Ом

I=3 А

Q=540 кДж

​

t-?

Відповідь: 1000 с

3. Дано:

t=1 хв=60 с

I=1 А

Q=660 Дж

​

R-?

Відповідь: 110 Ом.

Економне використання світла

• Вимикайте світло, коли воно не потрібно.
• Чиніть за принципом: ” Хто йде останній,той вимикає світло ”

• Використовуйте одну потужну лампу замість декількох ламп меншої потужності
• Утримуйте в чистоті лампи, плафони та іншу освітлювальну арматуру
• Стіни й стелі мають бути

світлих тонів

​

​

Домашнє завдання

• Опрацювати теоретичний матеріал за підручником

(§ 16; 17 )

• Підготувати повідомлення: « Енергозберігаючі лампи: за і проти»
• Написати твір на тему:” Як я зберігаю електроенергію в школі і вдома”