27.04.2022 р.

Тема: Закон Джоуля-Ленца, теплова дія струму. Розв'язування задач

Перегляньте відео,  запишіть розв'язування задач, фото сторінок зошита надіслати на вайбер 0968909618 або у Messenger, телеграм чи WhatsApp Громко Г.Ю. 

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=I2⋅R⋅t

 

Q — кількість теплоти, яка виділяється провідником зі струмом;
І — сила струму у провіднику;
R — опір провідника;
t — час проходження струму.

Інші формули, що випливають із закону Джоуля – Ленца:

Q=U⋅I⋅t

 

Q=U2R⋅t

 

Зверни увагу!

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.

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=I2⋅R⋅t, отже, змінюючи час нагрівання або силу струму в нагрівальному елементі, можна регулювати температуру нагрівника.

 

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.