Berezka7km.ru

Березка 7км
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Законы Кирхгофа. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля — Ленца. Коэффициент полезного действия источника тока

Законы Кирхгофа. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля — Ленца. Коэффициент полезного действия источника тока.

Законы Кирхгофа. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля - Ленца. Коэффициент полезного действия источника тока.

Законы Кирхгофа. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля — Ленца. Коэффициент полезного действия источника тока.

Законы Кирхгофа

Разветвленной цепью называется электрическая цепь, имеющая узлы.

Узлом называется точка, в которой сходится более чем два проводника. Ток, текущий к узлу, принято считать положительным, а ток, текущих от узла, считается отрицательным.

Ветвь – участок цепи, обтекаемый одним и тем же током.

Контур – замкнутая конфигурация цепи, проходящая через несколько узлов и ветвей.

ПЕРВОЕ ПРАВИЛО КИРХГОФА: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю.

ВТОРОЕ ПРАВИЛО КИРХГОФА: в каждом из замкнутых контуров, которые можно мысленно выделить в данной разветвленной цепи, алгебраическая сумма падений напряжения равна алгебраической сумме ЭДС

При анализе разветвленной цепи следует обозначать с одним индексом ток, протекающий по всем последовательно соединенным элементам от одного узла до другого. Направление каждого тока выбирается произвольно.

При составлении уравнений второго правила Кирхгофа токам и ЭДС. нужно приписывать знаки в соответствии с выбранным (как вам удобно) направлением обхода:

• ток принято считать положительным, если он совпадает с направлением обхода, и отрицательным, если он направлен против этого направления;

• ЭДС считается положительной, если ее действие (создаваемый ею ток) совпадает с направлением обхода.

Количество уравнений первого правила Кирхгофа должно быть на одно меньше количества узлов в данной цепи.

Количество независимых уравнений второго правила Кирхгофа должно быть таким, чтобы общее количество уравнений оказалось равным количеству различных токов. Каждый новый контур при этом должен содержать хотя бы один участок цепи, не вошедший в уже рассмотренные контуры. Часто применяется смешанное соединение проводников: использование последовательного и параллельного соединения проводников в одной цепи.

Метод непосредственного применения 1 и 2 законов Кирхгофа.

Первый закон Кирхгофа – «Алгебраическая сумма токов, проходящих через узел равна нулю»:

Σ I к = 0

Второй закон Кирхгофа — «В замкнутом контуре алгебраическая сумма падений напряжений на сопротивлениях равна алгебраической сумме ЭДС того же контура»:

Σ U к = Σ Eк.

Алгоритм решения задач этим методом:

1. Определить общее число уравнений. Оно равно числу ветвей:

2. Определить число уравнений по первому закону Кирхгофа. Оно равно числу узлов минус 1:

m 1 = у – 1

3. Определить число уравнений по второму закону Кирхгофа:

4. Указать произвольно направления токов в ветвях.

5. Составить уравнения по первому закону Кирхгофа.

6. Указать произвольно направления обхода независимых контуров. Независимым называется контур, в котором хотя бы одна ветвь не входит в другие контуры.

7. Составить уравнения по второму закону Кирхгофа.

8. Решить систему уравнений.

9. Скорректировать направления токов в ветвях. Если ток получился со знаком минус, изменить его направление на противоположное.

10. Проверить результат по уравнению баланса мощностей. Сумма мощностей всех источников, работающих в режиме генерирования, равна сумме мощностей всех потребителей энергии.

Если ЭДС источника и ток через него совпадают по направлению – источник работает в режиме генерирования.

Если они противоположны по направлению — источник работает в режиме потребления.

Пример (Рисунок 1).

Рисунок 1 — Метод непосредственного применения 1 и 2 законов Кирхгофа

Определить токи в ветвях методом непосредственного применения законов Кирхгофа:

1. Общее число уравнений: m = 3.

2. Число уравнений по 1-му закону Кирхгофа: m1 = 2 – 1 = 1.

3. Число уравнений по 2-му закону Кирхгофа: m2 = 3 – 1 =2.

4. Указать направления токов в ветвях (сплошными стрелками).

5. Составить уравнение по 1-му закону Кирхгофа: I1+ I2 – I3 = 0

6. Указать направления обхода контуров.

7. Составить уравнения по 2-му закону Кирхгофа.

8. Решить систему уравнений.

4 I 2 + 4 I3 = — 64

Результат: I 1 = 14 А; I 2 = — 15 А; I 3 = — 1 А.

9. Скорректировать направления токов I2 и I3 (стрелки пунктирной линией).

10. Проверить результаты. Оба источника работают в режиме генерирования.

Σ P ист = Σ P потр

Получилось тождество, следовательно, решение верно.

Читайте так же:
Schneider electric автоматические выключатели с тепловой защитой

Недостаток метода – при большом количестве ветвей, большое число уравнений.

Метод контурных токов

Предполагается, что все независимые контуры обтекаются контурными токами. Задача сводится к определению контурных токов и последующим определением токов в ветвях.

Алгоритм решения задач методом контурных токов:

1. Выбрать независимые контуры.

2. Указать (по часовой стрелке) направления контурных токов.

3. Составить систему канонических уравнений.

4. Определить собственные сопротивления контуров (R11, R22, R33). Они равны арифметической сумме всех сопротивлений, входящих в контур.

5. Определить общие сопротивления смежных контуров (R12 = R21, R13 = R31, R32 = R23). Они равны сопротивлениям ветвей на границе контуров со знаком минус. Если контуры не граничат, то эти сопротивления равны 0.

6. Определить собственные ЭДС контуров (E11,E22, E33). Они равны алгебраической сумме ЭДС, входящих в контур. Если ЭДС направлена против контурного тока, она берется со знаком минус.

7. Решить систему уравнений.

8. Если контурный ток получился со знаком минус, изменить его направление на противоположное.

9. Определить токи в ветвях.

10. Проверить результат по уравнению баланса мощностей.

Определить токи в ветвях методом контурных токов (Рисунок 2).

Рисунок 2 — Метод контурных токов

1. Выбирать количество контуров, согласно примеру 2 контура.

2. Указать направления контурных токов (сплошными стрелками).

3. Составить систему канонических уравнений:

4. Определить собственные сопротивления контуров:

R11 = R1 + R2 = 10 Ом;

5. Определить общие сопротивления смежных контуров:

R12 = R21 = — R2 = — 4 Ом.

6. Определить собственные ЭДС контуров:

E11 = E1 + E2 = 144 В; E22 = — E2 = — 64 В .

7. Решить систему уравнений:

I11 =14 А; I22 = — 1 А

8. Изменить направление тока I22 на противоположное (стрелка пунктирной линией).

9. Определить токи в ветвях: I 1 = I 11 =14 А; I 2 = I 11 + I 22 = 15 А; I 3 = I 22 =1 А.

10. Проверить результат по уравнению баланса мощностей. Оба источника работают в режиме генерирования.

Σ P ист = Σ P потр

Получается тождество, следовательно, решение верно.

Метод позволяет уменьшить количество уравнений при небольшом количестве независимых контуров.

Недостаток – метод применяется только для расчета линейных цепей.

Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля — Ленца

При протекании тока по однородному участку цепи электрическое поле совершает работу. За время Δ t по цепи протекает заряд Δ q = I Δ t . Электрическое поле на выделенном участке совершает работу:

Δ A = ( φ 1 φ 2 ) Δ q = Δφ 12 I Δ t = U I Δ t ,

где U = Δφ12 – напряжение. Эту работу называют работой электрического тока .

Если обе части формулы выражающей закон Ома для однородного участка цепи с сопротивлением R , умножить на I Δ t , то получится соотношение:

R I 2 Δ t = U I Δ t = Δ A

Это соотношение выражает закон сохранения энергии для однородного участка цепи.

При протекании тока по однородному участку цепи электрическое поле совершает работу. За время Δ t по цепи протекает заряд Δ q = I Δ t . Электрическое поле на выделенном участке совершает работу.

Δ Q = Δ A = R I 2 Δ t

Работа Δ A электрического тока I , протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R , преобразуется в тепло Δ Q , выделяющееся на проводнике.

Закон преобразования работы тока в тепло был экспериментально установлен независимо друг от друга Дж. Джоулем и Э. Ленцем и носит название закона Джоуля–Ленца .

Мощность электрического тока равна отношению работы тока Δ A к интервалу времени Δ t , за которое эта работа была совершена:

Работа электрического тока в СИ выражается в джоулях (Дж), мощность – в ваттах (Вт).

Рассмотрим теперь полную цепь постоянного тока, состоящую из источника с электродвижущей силой и внутренним сопротивлением r и внешнего однородного участка с сопротивлением R . Закон Ома для полной цепи записывается в виде

( R + r ) I =

Умножив обе части этой формулы на Δ q = I Δ t , мы получим соотношение, выражающее закон сохранения энергии для полной цепи постоянного тока:

R I 2 Δ t + r I 2 Δ t = I Δ t = Δ A ст

Рассмотрим теперь полную цепь постоянного тока, состоящую из источника с электродвижущей силой и внутренним сопротивлением r и внешнего однородного участка с сопротивлением R . Закон Ома для полной цепи записывается в виде

Читайте так же:
Количество теплоты выделяемое проводником с током презентация

( R + r ) I =

Умножив обе части этой формулы на Δ q = I Δ t , мы получим соотношение, выражающее закон сохранения энергии для полной цепи постоянного тока:

R I 2 Δ t + r I 2 Δ t = I Δ t = Δ A ст

Первый член в левой части Δ Q = R I 2 Δ t – тепло, выделяющееся на внешнем участке цепи за время Δ t , второй член Δ Q ист = r I 2 Δ t – тепло, выделяющееся внутри источника за то же время. Выражение ℰ I Δ t равно работе сторонних сил Δ A ст, действующих внутри источника.

При протекании электрического тока по замкнутой цепи работа сторонних сил Δ A ст преобразуется в тепло, выделяющееся во внешней цепи (Δ Q ) и внутри источника (Δ Q ист ) .

Δ Q + Δ Q ист = Δ A ст = I Δ t

Следует обратить внимание, что в это соотношение не входит работа электрического поля. При протекании тока по замкнутой цепи электрическое поле работы не совершает; поэтому тепло производится одними только сторонними силами , действующими внутри источника. Роль электрического поля сводится к перераспределению тепла между различными участками цепи.

Внешняя цепь может представлять собой не только проводник с сопротивлением R , но и какое-либо устройство, потребляющее мощность, например, электродвигатель постоянного тока. В этом случае под R нужно понимать эквивалентное сопротивление нагрузки . Энергия, выделяемая во внешней цепи, может частично или полностью преобразовываться не только в тепло, но и в другие виды энергии, например, в механическую работу, совершаемую электродвигателем. Поэтому вопрос об использовании энергии источника тока имеет большое практическое значение.

В процессе перемещения зарядов внутри замкнутой цепи, источником тока совершается определенная работа. Она может быть полезной и полной. В первом случае источник тока перемещает заряды во внешней цепи, совершая при этом работу, а во втором случае – заряды перемещаются во всей цепи. Коэффициент полезного действия есть отношение полезной работы к затраченной

В этом процессе большое значение имеет КПД источника тока, определяемого, как соотношение внешнего и полного сопротивления цепи. При равенстве внутреннего сопротивления источника и внешнего сопротивления нагрузки, половина всей мощности будет потеряна в самом источнике, а другая половина выделится на нагрузке. В этом случае коэффициент полезного действия составит 0,5 или 50%.

Домашнее задание:

· Прочесть «Физика 10 класс. 2 часть» Б.Кронгарт, Д.Казахбаева, О.Иманбеков, Т.Қыстаубаев — Мектеп. 2019, с. 78-86.

· Составить опорный конспект – формулы, алгоритмы решения и примеры законов Кирхгофа, рисунки обязательно.

· Из раздела «Решайте» с. 84 №2 решить задачу, записать в тетрадь с фотографировать, поместить в ворд и прикрепить на портал.

Тепловое воздействие электрического тока закон джоуля ленца

Бог проявил щедрость,
когда подарил миру такого человека.

Светлане Плачковой посвящается

Издание посвяща ется жене, другу и соратнику, автору идеи, ини циатору и организатору написания этих книг Светлане Григорьевне Плачковой, что явилось её последним вкладом в свою люби мую отрасль – энергетику.

Книга 2. Познание и опыт — путь к современной энергетике

7.1. Оборачиваемость электрической и тепловой энергии. Закон Джоуля-Ленца

Многочисленные опыты, проведенные в конце XVIII – начале XIX века, позволили не только установить основные свойства и законы электричества, но и сформулировать эпохальный по своей значимости вывод об эквивалентности между теплотой и механической работой: работа, или, как впоследствии стали формулировать, «энергия», никогда не теряется, а лишь переходит из одного вида в другой. Этот вывод, получивший впоследствии название закона сохранения и превращения энергии (см. подраздел 1.2), и заключался в том, что теплоту можно обратить в механическую работу и наоборот и что из определенного количества теплоты можно получить только определенное количество механической работы. Можно привести тысячи примеров, когда с помощью этого закона нашли свое объективное толкование результаты опытов в различных областях естествознания.

Основными положениями закона сохранения энергии воспользовались и электротехники при определении, например, количества тепловой энергии, выделяющегося в гальванической батарее вследствие химической реакции и превращающегося впоследствии в электрическую энергию. Однако особенность электрической энергии состоит в том, что само по себе электричество неприменимо. Человечество не может использовать его непосредственно подобно тому, как оно согревается теплотой, видит благодаря свету и т.п. Можно пользоваться только действием электрического тока, при котором электричество переходит в другие формы энергии.

Читайте так же:
Количество теплоты связано с силой тока

Одним из первых глубоко исследовал свойства электрического тока в 1801–1802 годах петербургский академик В.В. Петров (1761– 1834), который провел множество экспериментов по изучению неизвестных в то время законов электрического тока. Изучив работы своих предшественников, Петров пришел к выводу, что более полное и всестороннее исследование электрического тока возможно лишь с помощью крупных гальванических батарей, действие которых будет более интенсивным и легче наблюдаемым. Для своих опытов Петров построил самую крупную в мире в те годы батарею из 4200 медных и цинковых кружков, уложенных в четырех деревянных ящиках, и получил от нее электродвижущую силу около 1700 вольт. Благодаря «лежачей» конструкции тяжелые металлические кружки не выдавливали жидкости, которой пропитывались бумажные кружки, разделяющие цинковые и медные элементы. Для изоляции он покрыл внутренние стенки ящиков сургучным лаком. Общая длина батареи составила 12 м. Все это позволило ему построить «огромную наипаче» батарею, которой не знал ещё мир. Уже в 1801 году он нашел зависимость силы тока от поперечного сечения проводника, в то время как немецкий физик Ом, работавший над этими проблемами, опубликовал результаты своих опытов только в 1827 году. Очень скоро им было замечено, что при прохождении электрического тока по проводнику последний нагревается.

В своих работах В.В. Петров описывает опыты по электролизу растительных масел, в результате которых он обнаружил высокие электроизоляционные свойства этих масел. Позднее масла получили широкое применение в качестве электроизоляционного материала. Желая продемонстрировать явление электролиза одновременно в нескольких трубках с водой, Петров впервые применил параллельное соединение приемников электрического тока. Работы этого выдающегося ученого установили возможность практического использования электрического тока для нагревания проводников.

Эмилий Христианович Ленц (1804–1865) – известный российский физик и электротехник, академик Петербургской академии наук, ректор Петербургского университета – родился в Дерпте (ныне Тарту, Эстония) в семье чиновника. После второго курса Дерптского университета отправился в 1823 году в трехлетнее кругосветное плавание. С помощью сконструированных им приборов (глубометра и батометра) занимался физическими исследованиями в водах Берингова пролива, Тихого и Индийского океанов, установил происхождение теплых и холодных морских течений, открыл закон океанических циркуляций. В 1829 г. принял участие в экспедиции на Кавказ, где проводил магнитные, термометрические и барометрические измерения в горных районах Кавказа и на побережье Каспийского моря. В 1830 году был назначен экстраординарным профессором и директором физического кабинета при Петербургской АН, в 1836 г. возглавил кафедру физики в Петербургском университете, а в 1863 г. стал ректором этого университета. Основные его работы посвящены электромагнетизму, вопросам теории и практического применения электричества, исследования в области которого Ленц начал в 1831 году в лаборатории первого русского электротехника – академика В.В. Петрова. Ленц стоял у истоков первой в России школы физиков-электротехников, последователями которой стали А.С. Попов, Ф.Ф. Петрушевский, В.Ф. Миткевич и др.

Зависимость количества выделяемой теплоты от силы тока изучали английский физик Джеймс Джоуль и русский физик Эмилий Ленц. Они пропускали ток по спирали, помещенной в калориметр с водой. Через некоторое время вода нагревалась. По её температуре легко было вычислить количество выделившейся теплоты. Из проведенных опытов практически одновременно Джоуль и Ленц пришли к выводу, что при прохождении гальванического тока I по проводнику, обладающему определенным сопротивлением R , в течение времени t совершается работа А :

проявляющаяся в виде выделившейся теплоты.

Этот важнейший вывод обратимости электрической и тепловой энергии, теоретически обоснованный Уильямом Томсоном, получил название закона Джоуля–Ленца, а именем Джоуля названа единица механической работы в системе СИ.

Комбинируя проводники различного сопротивления, включенные последовательно в общую цепь, можно добиться концентрированного выделения большого количества теплоты на малом участке проводника с большим сопротивлением. На таком концентрировании выделения теплоты были основаны все первоначальные опыты превращения энергии электрического тока в тепловую и даже в световую энергию.

Читайте так же:
Применение теплового действия тока кратко

Всю свою жизнь В.В. Петров – член двух академий – прожил скромно и незаметно. 41 год он проработал в Медико-хирургической академии. За это время он провел много физических опытов, написал три книги и учебник по физике, которым пользовались в гимназиях всей России. Книги и научные статьи Петров писал на русском языке, чтобы их читало как можно больше людей, хотя в то время научные работы было принято писать на латыни. Он писал: «Я надеюсь, что просвещенные и беспристрастные физики по крайней мере некогда согласятся отдать трудам моим ту справедливость, которую важность сих последних опытов заслуживает».

Презентация на тему Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля — Ленца.

Презентация на тему Презентация на тему Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля — Ленца. из раздела Физика. Доклад-презентацию можно скачать по ссылке внизу страницы. Эта презентация для класса содержит 8 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь удобным проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас — поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций TheSlide.ru в закладки!

  • Главная
  • Физика
  • Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля — Ленца.

Слайды и текст этой презентации

Физика 8 классУчитель Мухаметдинова М. Д.Алматинская обл,Жамбылский р - н,Улькенская средняя школа.

Учитель Мухаметдинова М. Д.

Алматинская обл,
Жамбылский р — н,
Улькенская средняя школа.

Тема: Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля - Ленца.Почему при прохождении электрического тока проводник нагревается?Из какого материала

Тема: Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля — Ленца.

Почему при прохождении электрического тока проводник нагревается?

Из какого материала необходимо изготовлять спирали для лампочек?

Какими свойствами должен обладать металл, из которого изготовляют спирали нагревательных элементов?

Соберем электрическую цепь из последовательно включенных лампы накаливания и реостата. При замыкании цепи лампа горит.Это объясняется тем,

Соберем электрическую цепь из последовательно включенных лампы накаливания и реостата.

При замыкании цепи лампа горит.

Это объясняется тем, что при прохождении тока спираль лампы нагревается и дает свечение.

Нагревание проводников зависит не только от силы тока, но и от сопротивления проводников.При одинаковой силе тока накал

Нагревание проводников зависит не только от силы тока, но и от сопротивления проводников.

При одинаковой силе тока накал ламп разный. Лампа слева нагревается сильнее, а то что справа — слабее.

Вывод: Чем больше сопротивление проводника, тем больше он нагревается.

Из какого материала необходимо изготовлять спирали для лампочек накаливания?Спираль лампы должна выдерживать высокие температуры, значит нужно выбрать

Из какого материала необходимо изготовлять спирали для лампочек накаливания?

Спираль лампы должна выдерживать высокие температуры, значит нужно выбрать материал с высокой температурой плавления.

Наибольшей температурой плавления обладает вольфрам.

Свойства металла для нагревательных элементов.

Должен обладать наибольшим сопротивлением. (Q

Должен выдерживать высокие температуры.

Русский исследователь Эмилий Христианович Ленц и английский физик Джеймс Джоуль в 19 веке установили

Русский исследователь Эмилий Христианович Ленц и английский физик Джеймс Джоуль в 19 веке установили зависимость выделившейся теплоты от силы тока и сопротивления.

Количество теплоты прямо пропорционально квадрату силы тока в цепи, сопротивлению проводника и времени, в течение которого ток течет по проводнику.

Закон Джоуля - Ленца.Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника

Закон Джоуля — Ленца.

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.

Урок "Работа электрического тока. Закон Джоуля — Ленца"

Нажмите, чтобы узнать подробности

усвоить закона Джоуля Ленца, показать универсальность закона сохранения и превращения энергии.

Развивающие:

развитие коммуникативных навыков через разнообразные виды речевой деятельности;

развитие таких аналитических способностей учащихся, как умение анализировать, сопоставлять, сравнивать, обобщать познавательные объекты, делать выводы; развития памяти, внимания, воображения.

Воспитательные: содействовать повышению уровня мотивации на уроках через средства обучения.

Оборудование: электронагревательные приборы, проводник для демонстрации нагревания электрическим током, источник питания, соединительные провода.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Структура урока:

I. Организационный этап.
II. Мотивация.
III. Актуализация опорных знаний.
IV. Изучение нового материала.
V. Закрепление и обратная связь.
VI. Домашнее задание.

I. Организационный этап

Сообщение темы урока, целей и плана урока.

II. Мотивация

Учитель: Тепловое действие тока находит очень широкое применение в быту и промышленности. Как вы думаете, как в быту используется тепловое действие тока?

Ученики: Утюги, кипятильники, электрические чайники, нагреватели, плиты.

Учитель: В промышленности используется в паяльниках, сварочных аппаратах.

III. Актуализация опорных знаний

Фронтальный опрос:

Учитель: С чего состоит каждое вещество, которое нас окружает?

Учитель: Чтобы понять, почему нагревается проводник, нужно вспомнить какая связь между температурой вещества и движением молекул или атомов, из которых оно состоит.

Читайте так же:
Можно ли укоротить провод датчика температуры теплого пола

Учитель: Что называется электрическим током?

Учитель: Условия возникновения тока?

Учитель: Прибор для измерения электрического тока?

IV. Изучение нового материала

Учитель: В быту нас окружают различные электрические нагревательные приборы: электрическая плита, лампа накаливания, паяльник, фен. Все они устроены примерно одинаково. Электрический ток нагревает проводник. Это явление всем известно.

Демонстрация:

На опыте с нихромовой проволокой видно, что когда сила тока достигает 3А проволока начинает светится, а при 5А она разогревается до яркого оранжевого цвета.

Как выделяемое в проволоке тепло связано с протеканием по ней электрического тока?

Рассмотрим проводник к которому приложено напряжение в 1В. Создано внутри проводника электрическое поле, совершает над зарядом работу в 1Дж, перешедший с одного конца проводника на другой. Поскольку проводник обладает сопротивлением, разгоняемые электрическим током электроны все время сталкиваются с атомами проводника, их кинетическая энергия переходит в тепловую энергию и проводник нагревается.

В общем случае если напряжение равно U, а электрический заряд q, значит совершенная полем работа равна А= U* q. Из формулы I = , q = It, получим формулу работы электрического тока A = UIt.

Запишем в тетради:

q – электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника

Из формулы I = , q = It, где I – сила тока, t – время прохождения тока.
Работу тока можно вычислить так: A = UIt

Из сказанного выше следует, что количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока.

Из закона Ома для участка цепи I = , U = IR, где R – сопротивление проводника.

Пользуясь законом Ома, можно количество теплоты, выделяемое проводником с током, выразить через силу тока, сопротивление участка цепи и время. Зная, что U = IR, получим Q = IRIt, т.е.

Закон Джоуля – Ленца: количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени протекания тока.

Вопрос: От чего зависит количество теплоты выделяемое электрическим током?

Из опыта мы можем сделать вывод, что нагревание проводников зависит от их сопротивления. Чем больше сопротивление проводника, тем большее количество теплоты он выделяет.

К этому выводу независимо друг от друга впервые пришли английский физик Джеймс Джоуль и русский физик Эмилий Христианович Ленц.

Закон в 1831-1842 гг. был получен экспериментально двумя учеными Джоулем и Ленцем независимо друг от друга. Метод, которым пользовался Ленц был более совершенным, а результаты получены более точные. Вывод из опытов Ленц сделал на несколько лет раньше, но публикация Джоуля опередила публикацию Ленца. Поэтому принято называть данный закон «Законом Джоуля – Ленца» на честь открывателей.

По данному свойству (свойству накала провода при протекании электрического тока по проводнику) основа принцип работы ламп накаливания. А историческую справку по открытию ламп накаливания нам подготовила Денисова М.

Историческая справка.

V. Закрепление и обратная связь

1. В проводнике сопротивлением 2 Ом сила тока 20 А. Какое количество теплоты выделится в проводнике за 1 мин?

Дано: СИ: Решение:

=60с

2. Электрический паяльник рассчитан на напряжение 12 В силу тока 5 А. Какое количество теплоты выделится в паяльнике за 30 мин работы?

Дано: СИ: Решение:

U=12 В , ,

I=5 А

t=30 мин =1800с

Q=?
Ответ: Q=108000 Дж

VII. Рефлексия

Учащимся раздаются карточки с заданием для самостоятельного решения.

Рабочая карточка урока

Написать как обозначают и в каких единицах измеряют:

Работа электрического тока:

Запишите формулы для расчета работы электрического тока:

Запишите формулу закона Ома для участка цепи:

Выразите из закона Ома другие величины:

В спирали электроплитки сопротивлением 80 Ом сила тока 2 А. Сколько времени была включена в сеть плитка, если в ней выделилось 320 кДж тепла?

VI. Домашнее задание

Прочитать параграф 40, задача в тетради.

Задача:

Сколько времени нагревалась проволока сопротивлением 20 Ом, если при силе тока 1 А в ней выделилось 6 кДж теплоты.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector