Как найти потребитель в физике

Цель урока:

Образовательная: повторить и обобщить
знания по теме. 

Развивающая:

  • формирование умений самостоятельно применять
    знания, полученные на уроках, при сборке
    электрических цепей.
  • развитие мышления, умения делать выводы,
    анализировать; 

Воспитательная: привитие познавательного
интереса к электротехнике, воспитание культуры
труда, самостоятельности и творчества в
коллективно-трудовой деятельности;

Оборудование:

  1. ПК и мультимедийный проектор. На ученических
    столах: источник тока (батарейка 4,5V), ключ,
    лампочка, соединительные провода, лист-задание
  2. Лабораторно-практическая работа «Монтаж
    электрических цепей».

На демонстрационном столе: монтажная
планшетка, гальванические элементы, аккумулятор,
генератор велосипедный, элекрофорная машина и
бытовые приборы — (утюг, лампа настольная,
электрочайник, электродрель, электрический
звонок, гирлянда и др.)

Образец изделия: — Фонарик из пластиковых
бутылок

Ход урока

I. Организационный момент (проверка
отсутствующих и готовности класса к уроку).

Учитель: Здравствуйте ребята! Присаживайтесь.

II. Проверка знаний и умений.

На прошлом уроке мы изучали условные
обозначения элементов электрических схем.
Ребята, как вы думаете, для чего нужно знать эти условные
обозначения?

Ответ: (Чтобы составить электрическую схему
и собрать
электрическую цепь).

Правильно! Это и будет целью нашего урока,
научиться по схемам, собирать простейшие
электрические цепи. Поэтому сегодня от вас,
ребята, потребуются внимание, настойчивость и
культура труда в достижении этой цели.

А сейчас, мы проверим ваши знания по
графическому обозначению элементов
электрических схем.

Задание 1

Выполнить условные обозначения, применяемые на
схемах электрической цепи. Ученики с места
задают поочерёдно вопросы двум отвечающим
одноклассникам у доски. Ответ выполняется
графическим обозначением с помощью мела на
классной доске.

Перед вами находятся две кнопки звукового
экзаменатора опережения ответа. Кто после
заданного вопроса первым нажмет кнопку, имеет
право на ответ. Если ответ не верный, то право
ответа на вопрос переходит второму отвечающему.

Условные обозначения
электрической цепи

 

Задание 2

Вопросы:

1. Назовите известные вам виды энергии. ( Атомная,
механическая, световая, химическая и
электрическая)

2.Какие типы электростанций вам известны? (Гидроэлектростанция,
атомная, тепловая, ветровая, приливная, солнечная
и дизельная)

3. Какие виды энергии в перечисленных
электростанциях преобразуются в электрическую
энергию?

II. Новый материал.

В рабочей тетради записываем тему урока: «
Источники и потребители электрической энергии.
Электрические цепи.«

Ребята! Что означает по смыслу слово
«источник»?… воды, тока — То, что даёт начало
чему-то или откуда исходит что-то.

А что подразумевается под словом «потребитель
электрического тока»? — Это все электрические
приборы, бытовая техника и производственное
оборудование.

Если взять источник
тока, потребитель, выключатель и соединить всё
проводами, получится электрическая цепь.

Электрическая цепь состоит из отдельных
устройств или элементов, которые по их
назначению можно разделить на 3 группы. Первую
группу
составляют элементы, предназначенные
для выработки электроэнергии — это источники
тока
.

Источники тока — это устройства, которые
преобразуют какой-либо вид энергии в
электрическую энергию. К ним относятся:
генераторы электростанций, гальванические
элементы, аккумуляторы, фотоэлементы и др.

 

1. Солнечная батарея 2. Гальванический
элемент
3. Электрофорная машина

Вторая группа — элементы, преобразующие
электрическую энергию в другие виды энергии
(механическую, тепловую, световую, и т. д.). Эти
элементы называют потребителями электрической
энергии
. К ним относятся: электродвигатели,
нагревательные и осветительные приборы и др.

В третью группу входят элементы,
предназначенные для передачи электроэнергии от
источника питания к потребителям (провода,
выключатели и другие устройства)

 

Электрическая схема — это графическое
изображение электрической цепи с помощью
условных знаков.

Задание: Начертите в тетрадях схему
простой электрической цепи (рис.6)

Схема простой электрической цепи

 6.jpg (22672 bytes)

Потребители электрической энергии могут быть
присоединены к источнику тока различными
способами.

Способы соединения потребителей электрической
энергии:

  • последовательное соединение;
  • параллельное соединение.

 Начертить в тетрадях схему
последовательного соединения (рис.7)

Схема последовательного соединения
потребителей электрической энергии.

7.jpg (25459 bytes)

Начертить в тетрадях схему параллельного
соединения потребителей электрической энергии
(рис.8)

Схема параллельного соединения потребителей
электрической энергии

8.jpg (27830 bytes)

Психологическая пауза. (звучит
инструментальный музыкальный фон
) Сейчас мы
все вместе выполним следующее упражнение. Сядьте
свободно, не напрягая мышц рук и ног. Дайте вашему
телу расслабиться. Глубоко вдохните, втягивая
воздух медленно, через нос, пока лёгкие не
наполнятся и также плавно, тоже через нос,
выдохните, пока полностью не освободите лёгкие.
Давайте все разом. «Плавный вдох — плавный
выдох. Вдох — выдох:» Прислушивайтесь к своему
дыханию. Постарайтесь вообразить волны, их плеск,
запах морской воды и солнца. Вы чувствуете себя
легко и свободно. Вы готовы к работе! Тогда в путь.

 Лабораторно-практическая работа «Монтаж
электрических цепей»

Работа № I

Сборка электрической цепи, состоящей из
источника тока, лампочки, выключателя,
соединительных проводов.(простая электрическая
цепь).

Порядок выполнения работы

1. Начертите в тетради схему простой
электрической цепи.(рис1.)

2. Соедините с помощью выключателя, проводов,
батарейки и лампочки в соответствии со схемой.

3. Поверните рычажок выключателя, замкните цепь.

4. Проверьте работу цепи.

5. Разомкните цепь.

6. Разберите цепь. Рис 1

 Работа №2

Сборка электрической цепи, состоящей из
источника тока, 2-х лампочек, выключателя,
соединительных проводов. (соединение
потребителей электроэнергии последовательное).

Порядок выполнения работы

1. Начертите в тетради схему последовательного
соединения потребителей электроэнергии из 2-х
лампочек.

2. Соедините с помощью выключателя,
электрической лампы, проводов и батареи в
соответствии со схемой.

3. Поверните рычажок выключателя, замкните цепь.

4. Проверьте работу цепи.

5. Разомкните цепь.

6. Вывернуть одну лампочку.

7. Поверните рычажок выключателя, замкните цепь.

8. Проверьте работу цепи, будет ли гореть другая
лампочка?

9. Разомкните цепь.

10.Разберите цепь.

Вопросы

  1. Из каких элементов состоят собранные вами
    электрические цепи?
  2. Назовите материалы, проводящие и непроводящие
    электрический ток.
  3. С какой целью применяются условные обозначения
    электрической цепи?
  4. Подготовить краткий отчет

 В отчете укажите:

  • название работ;
  • схемы электрических цепей;
  • ответы на вопросы.

Работа № 3

Сборка электрической цепи, состоящей из
источника тока, 3-х лампочек, переключателя,
соединительных проводов.

Порядок выполнения работы

1. Начертите в тетради схему электрической цепи.

2. Соедините лампы накаливания с батареей и
переключателем в соответствии со схемой.

3. Передвигая контактный рычаг, поочередно
включите лампочки,

4. Разберите цепь.

 

Работа №4

Сборка электрической цепи, состоящей из
источника тока, 2-х лампочек, переключателя,
соединительных проводов. (соединение
потребителей электроэнергии параллельное).

Порядок выполнения работы

1. Начертите в тетради схему параллельного
соединения потребителей электроэнергии из 2-х
лампочек

2. Соедините через выключатель лампы
накаливания с батареей в соответствии со схемой.

3. Поверните рычажок выключателя, замкните цепь.

4. Проверьте работу цепи.

5. Разомкните цепь.

6. Вывернуть одну лампочку.

7. Поверните рычажок выключателя, замкните цепь.

8. Проверьте работу цепи, будет ли гореть другая
лампочка?

9. Разомкните цепь.

10.Разберите цепь.

Вопросы

  1. С какой целью зачищают концы проводов перед
    подключением их к электроарматуре?
  2. Чем отличаются проводники от изоляторов?
  3. Из каких элементов состоит простейшая
    электрическая цепь?
  4. Подготовить краткий отчет

В отчете укажите:

  • название работ;
  • схемы электрических цепей;
  • ответы на вопросы.

Подведение итогов.

Домашнее задание: Индивидуальные задания:
собрать простейшую цепь на батарейке и оформить
ее в виде фонарика из пластиковых бутылок
(образец демонстрируется учителем)

— Подготовить сообщение «Людям, каких
профессий нужны знания по электричеству».

Скачать материал

Закон Джоуля–Ленца. Электрические цепи и потребители электрической энергии в...

Скачать материал

  • Сейчас обучается 485 человек из 70 регионов

  • Сейчас обучается 110 человек из 46 регионов

  • Сейчас обучается 43 человека из 24 регионов

Описание презентации по отдельным слайдам:

  • Закон Джоуля–Ленца. Электрические цепи и потребители электрической энергии в...

    1 слайд

    Закон Джоуля–Ленца. Электрические цепи и потребители электрической энергии в быту. Короткое замыкание.
    Подготовил:
    Попов Дмитрий Сергеевич

    8 класс
    физика

  • ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ
Сегодня на уроке мы познакомимся с одним из законом ф...

    2 слайд

    ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ

    Сегодня на уроке мы познакомимся с одним из законом физики – законом Джоуля-Ленца, также мы узнаем о потребителях энергической энергии в быту, а также о коротком замыкании и чем оно опасно.

    Здравствуйте, ребята!

  • Ваша задача на сегодняшний урок: Откройте тетради, запишите дату и тему урока...

    3 слайд

    Ваша задача на сегодняшний урок:
    Откройте тетради, запишите дату и тему урока (слайд 1).
    Ознакомьтесь с материалом со слайдов 4 – 13. Выпишите закон Джоуля – Ленца и его формулу (слайд 8, закон записан в красной рамке).
    Рассмотри решение задач на слайдах 14 – 15.
    Выполни задания из рубрики «Домашнее задание» (слайд 16)

  • Действия тока    Вспомним, что проходя по проводнику ток может оказывать неко...

    4 слайд

    Действия тока
    Вспомним, что проходя по проводнику ток может оказывать некоторые действия: тепловое, химическое и магнитное.

  • Тепловое действие тока    Тепловое действие тока обусловлено тем, что свободн...

    5 слайд

    Тепловое действие тока
    Тепловое действие тока обусловлено тем, что свободные электроны, двигаясь с большой скорость, взаимодействуют с ионами металлов, ионами солей в растворах кислот и щелочей. Ионы начинают усиленно колебаться, двигаться, вращаться, то есть их энергия тоже повышается. Проводник или электролит нагревается. Например, спираль лампочки раскаляется до такой температуры, что начинает излучать свет.
    Электрическая энергия превращается в тепловую энергию проводника; часть рассеивается, часть используется в бытовых целях (для нагревания).

  • Работа, которую совершает электрический ток, определяется количеством теплоты...

    6 слайд

    Работа, которую совершает электрический ток, определяется количеством теплоты, выделяемой проводником: Q = А.

    А – работа тока,
    Q – количество теплоты.

  • ЗАКОН ДЖОУЛЯ – ЛЕНЦА Работу тока рассчитывают по формуле: A = U • I • t. 
Тог...

    7 слайд

    ЗАКОН ДЖОУЛЯ – ЛЕНЦА
    Работу тока рассчитывают по формуле: A = U • I • t.
    Тогда количество теплоты, исходя из закона сохранения энергии, также будет равно: Q = U • I • t.

    Согласно закону Ома U = IR.
    Подставляя эту формулу в предыдущую, получим:
    Q = I2 • R • t

  • ЗАКОН ДЖОУЛЯ – ЛЕНЦА Q = I2 • R • tКоличество теплоты, которое выделяется в...

    8 слайд

    ЗАКОН ДЖОУЛЯ – ЛЕНЦА

    Q = I2 • R • t
    Количество теплоты, которое выделяется в проводнике с током, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени протекания тока.
    В процессе своих экспериментов получили такой же результат Джеймс Джоуль в Англии и Эмилий Христианович Ленц в России. В их честь закон имеет двойное название: закон Джоуля-Ленца.

  • Джеймс Пре́скотт Джо́ульДжеймс Пре́скотт Джо́уль (24 декабря 1818— 11 октября...

    9 слайд

    Джеймс Пре́скотт Джо́уль
    Джеймс Пре́скотт Джо́уль (24 декабря 1818— 11 октября 1889) — английский физик, внёсший значительный вклад в становление термодинамики. Обосновал на опытах закон сохранения энергии. Установил закон, определяющий тепловое действие электрического тока. Вычислил скорость движения молекул газа и установил её зависимость от температуры.

  • Эмилий Христианович ЛенцЭмилий Христианович Ленц (12 февраля 1804 — 29 января...

    10 слайд

    Эмилий Христианович Ленц
    Эмилий Христианович Ленц (12 февраля 1804 — 29 января февраля 1865) — российский физик немецкого происхождения; является одним из основоположников электротехники. С его именем связано открытие закона, определяющего тепловые действия тока, и закона, определяющего направление индукционного тока.

  • Потребители электрической энергииЛампочку, утюг, холодильник и т. д. называю...

    11 слайд

    Потребители
    электрической энергии
    Лампочку, утюг, холодильник и т. д. называют потребителями электрической энергии.
    Что же является потребителем электрического тока у нас в квартире? Это прежде всего лампочки, которыми освещается жилище, работающий телевизор, радиоприемник, холодильник и т. д. 
    Но особенно много потребителей электроэнергии на заводах и фабриках. Там электрический ток двигает станки, выплавляет металл, сваривает его, управляет работой цехов и целых заводов.

  • Короткое замыканиеКороткое замыкание – это соединение концов участка цепи про...

    12 слайд

    Короткое замыкание
    Короткое замыкание – это соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи.

    При коротком замыкании резко возрастает сила тока, протекающего в цепи, что приводит к значительному тепловыделению, и, как следствие, термическому повреждению устройства или электрических проводов, вплоть до возникновения пожара или электрической травмы.

  • Короткое замыканиеКороткое замыкание может возникнуть, например, при ремонте...

    13 слайд

    Короткое замыкание
    Короткое замыкание может возникнуть, например, при ремонте проводки под током или при случайном соприкосновении оголённых проводов.

    Причиной значительного увеличения силы тока в сети может быть включение нескольких мощных потребителей тока к одному источнику питания.

  • Задача 1Какое количество теплоты выделится в течение часа в проводник...

    14 слайд

    Задача 1
    Какое количество теплоты выделится в течение часа в проводнике сопротивлением 10 Ом при силе тока 2 А?

  • Задача 2Определите количество теплоты, которое дает электроприбор мощ...

    15 слайд

    Задача 2
    Определите количество теплоты, которое дает электроприбор мощностью 2 кВт за 10 мин работы.

  • Домашнее заданиеРеши задачи:
     1. Какое количество теплоты выделится за 30...

    16 слайд

    Домашнее задание
    Реши задачи:
    1. Какое количество теплоты выделится за 30 мин проволочной спиралью сопротивлением 20 Ом при силе тока 5 А?
    2. Сила тока в электролампе равна 1 А при напряжении 110 В. Какое количество теплоты выделяется в её нити в течении часа?
    Напиши доклад на одну из тем:
    1) «Лампы накаливания и история их изобретения»
    2) «Первое электрическое освещение свечами П.Н. Яблочкова»
    3) «Использование теплового действия тока в промышленности и сельском хозяйстве»

  • Использованные источники: https://file.11klasov.net/4497-fizika-8-klass-pouro...

    17 слайд

    Использованные источники:
    https://file.11klasov.net/4497-fizika-8-klass-pourochnye-plany-k-uchebniku-peryshkina-av.html
    https://www.yaklass.ru/p/fizika/8-klass/elektricheskie-iavleniia-12351/kolichestvo-teploty-vydeliaemoe-provodnikom-s-tokom-12328/re-fb5fef8e-4cce-40d7-9b54-89f01198bd1a
    https://file.11klasov.net/757-fizika-8-klass-peryshkin-av.html
    https://file.11klasov.net/190-sbornik-zadach-po-fizike-7-9-klassy-peryshkin-av.html
    https://theslide.ru/fizika/korotkoe-zamykanie
    https://obrazovaka.ru/james-prescott-joule.html
    https://phys.spbu.ru/library/45-library/history/personalia/413-lentz.html

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 266 187 материалов в базе

  • Выберите категорию:

  • Выберите учебник и тему

  • Выберите класс:

  • Тип материала:

    • Все материалы

    • Статьи

    • Научные работы

    • Видеоуроки

    • Презентации

    • Конспекты

    • Тесты

    • Рабочие программы

    • Другие методич. материалы

Найти материалы

Материал подходит для УМК

  • «Физика», Перышкин А.В.

Другие материалы

«Физика (углублённый уровень)», Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Эвенчик Э.Е. и др. / Под ред. Пинского А.А., Кабардина О.Ф.

«Физика», Перышкин А.В., Гутник Е.М.

«Физика (базовый и профильный уровни)», Тихомирова С.А., Яворский Б.М.

  • 23.02.2023
  • 74
  • 0
  • 23.02.2023
  • 123
  • 1
  • 23.02.2023
  • 117
  • 1

«Физика. Базовый и профильный уровни», Тихомирова С.А., Яворский Б.М.

  • 23.02.2023
  • 134
  • 1

«Физика», Перышкин А.В.

  • 23.02.2023
  • 68
  • 0

Вам будут интересны эти курсы:

  • Курс повышения квалификации «Информационные технологии в деятельности учителя физики»

  • Курс профессиональной переподготовки «Клиническая психология: организация реабилитационной работы в социальной сфере»

  • Курс повышения квалификации «Введение в сетевые технологии»

  • Курс повышения квалификации «История и философия науки в условиях реализации ФГОС ВО»

  • Курс повышения квалификации «Управление финансами: как уйти от банкротства»

  • Курс повышения квалификации «Применение MS Word, Excel в финансовых расчетах»

  • Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС медицинских направлений подготовки»

  • Курс повышения квалификации «Экономика: инструменты контроллинга»

  • Курс повышения квалификации «Правовое регулирование рекламной и PR-деятельности»

  • Курс повышения квалификации «Страхование и актуарные расчеты»

  • Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»

  • Курс повышения квалификации «Источники финансов»

  • Курс профессиональной переподготовки «Деятельность по хранению музейных предметов и музейных коллекций в музеях всех видов»

Содержание:

  1. Работа, мощность и тепловое действие электрического тока
  2. Работа электрического тока
  3. Мощность электрического тока
  4. Тепловое действие электрического тока
  5. Короткое замыкание

Мощность электрического тока показывает работу тока, совершенную в единицу времени и равна отношению совершенной работы ко времени, в течение которого эта работа была совершена.

На странице -> решение задач по физике собраны решения задач и заданий с решёнными примерами по всем темам физики.

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на этом участке, силы тока и времени, в течение которого совершается работа. Единицей работы является джоуль (1 Дж).

Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа

Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока.

Под тепловым действием электрического тока понимают выделение тепловой энергии в процессе прохождения тока по проводнику. Когда через проводник проходит ток, образующие ток свободные электроны сталкиваются с ионами и атомами проводника, нагревая его.

Работа электрического тока

Выясним, как вычисляется работа тока в электрической цепи.

Полную работу тока на участке цепи, который является потребителем, можно найти по формуле (15.10):

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

где Работа, мощность и тепловое действие электрического тока — напряжение на участке цепи, а Работа, мощность и тепловое действие электрического тока — заряд, перенесенный через поперечное сечение проводника за время прохождения Работа, мощность и тепловое действие электрического тока тока. Так как Работа, мощность и тепловое действие электрического тока, то

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Поскольку напряжение и ток на участке цепи можно измерить вольтметром и амперметром, формула (17.1) удобна на практике для вычисления полной работы тока. По этой формуле работу можно вычислить независимо от того, в какой вид энергии превращается электрическая энергия на рассматриваемом участке цепи.

Когда вся электрическая энергия превращается во внутреннюю энергию (т. е. затрачивается на нагревание участка цепи), справедлива формула (16.11): Работа, мощность и тепловое действие электрического тока. Подставляя это выражение в (17.1), получим другую формулу для вычисления работы тока на участке цепи без э. д. с.:

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Поскольку Работа, мощность и тепловое действие электрического тока, формулу (17.1) можно записать еще следующим образом:

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Итак, при вычислении работы тока на участке цепи без э. д. с. можно пользоваться любой из формул (17.1) — (17.3).

Рассмотрим теперь участок цепи с э. д. с. Вспомним, что когда у потребителя имеется противо-э. д. с., то электрическая энергия частично превращается во внутреннюю энергию и частично — в другие виды энергии. Электрическая энергия, израсходованная в этом случае, вычисляется по формуле (17.1). Остается установить, как подсчитать количество электрической энергии, которое превратилось во внутреннюю энергию на таком участке цепи.

Поскольку падение напряжения Работа, мощность и тепловое действие электрического тока показывает, какое количество электрической энергии превратилось во внутреннюю энергию участка цепи при прохождении единичного заряда, то, если по участку цепи пройдет заряд Работа, мощность и тепловое действие электрического тока, увеличение внутренней энергии участка будет равно Работа, мощность и тепловое действие электрического тока, но поскольку Работа, мощность и тепловое действие электрического тока, получаем Работа, мощность и тепловое действие электрического тока. Таким образом, работа тока, определяющая электрическую энергию, которая затрачивается на тепловое действие в данном участке цепи, выражается формулой (17.3):

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Заметим, что эта формула справедлива для любого участка цепи, в том числе и для генератора.

Работа сторонних сил в генераторе, которой оценивают полученное в нем количество электрической энергии за счет других видов энергии, находится из соотношения (16.8). Так как Работа, мощность и тепловое действие электрического тока, получаем

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Формулу (17.4) можно применять и к потребителю. В этом случаеРабота, мощность и тепловое действие электрического токаобозначает противо-э. д. с., а работа А определяет, какое количество электрической энергии превратилось в механическую или химическую энергию.

Напомним, что при вычислениях в СИ работа получается в джоулях (ватт-секундах). Однако в электротехнике работу обычно выражают в ватт-часах или в киловатт-часах:

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Поскольку час содержит 3,6 103 с, то для вычисления работы тока в ватт-часах достаточно подставлять в приведенные выше формулы время в часах (вместо секунд). Заметим, что прибор для измерения работы тока называют электрическим счетчиком, а стоимость единицы работы тока — тарифом. Например, для населения Москвы тариф составляет 4 коп. (или 2 коп.) за 1 кВт-ч.

Мощность электрического тока

Вспомним, что мощностью называют величину, характеризующую скорость выполнения работы. Мощность тока на участке цепи измеряют работой тока за единицу времени. Поскольку в электротехнике мощность принято обозначать Р, имеем

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Единицей мощности в СИ является ватт: 1 Вт=1 Дж/с.

Подставляя в (17.5) значения А из формул предыдущего параграфа, получим формулы для вычисления мощности в электрических цепях. Мощность тока на участке цепи без э. д. с. можно вычислять по любой из следующих формул (при расчетах надо выбирать ту из них, которая удобнее для рассматриваемого случая):

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Когда потребитель имеет э. д. с. Работа, мощность и тепловое действие электрического тока, формула

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

дает полную мощность тока, а формула

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

дает мощность тока, затрачиваемую на тепловое действие. Формула

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

позволяет определить мощность тока, затраченную на получение других видов энергии, кроме внутренней. Для генератора формула (17.9) определяет мощность, затраченную на получение электрической энергии в генераторе.

При расчетах следует помнить, что мощность тока во всей внешней цепи при любом соединении равна сумме мощностей на отдельных участках цепи. Отметим, что мощность тока в подводящих проводах часто называют потерей мощности.

Тепловое действие электрического тока

Закон Джоуля — Ленца. Тепловое действие тока на опытах было изучено английским ученым Дж. Джоулем и русским физиком Э. Ленцем. Количество тепла, выделенного током в проводнике, равно работе электрического поля по преодолению сопротивления проводника:

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Формула (17.10) является математическим выражением закона Джоуля — Ленца: количество тепла, выделенного током в проводнике, прямо пропорционально сопротивлению проводника, квадрату силы тока и времени его прохождения. Заметим еще раз, что формула (17.10) позволяет вычислять количество теплоты, выделенной током в любом участке цепи с сопротивлениемРабота, мощность и тепловое действие электрического тока.

При последовательном соединении проводников с сопротивлениями Работа, мощность и тепловое действие электрического тока и Работа, мощность и тепловое действие электрического тока (рис. 17.1, а) количество выделенного в них тепла можно выразить следующим образом:

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

откуда вытекает, что

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Следовательно, количество теплоты, выделенной током в каждом проводнике при последовательном соединении, прямо пропорционально сопротивлению этих проводников.

При параллельном соединении двух участков цепи без э. д. с. С сопротивлениями Работа, мощность и тепловое действие электрического тока и Работа, мощность и тепловое действие электрического тока (рис. 17.1,б) количество тела, выделенного током в каждом участке в отдельности, равно

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

откуда

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Количество теплоты, выделенной током в параллельно соединенных участках цепи без э. д. c., обратно пропорционально сопротивлению этих участков.

Из (17.11) и (17.12) видно, что при последовательном соединении большее количество теплоты выделяется в проводнике с большим сопротивлением, а при параллельном соединении — с меньшим.

Короткое замыкание

Практическое применение теплового действия тока. Замыкание полюсов генератора проводником с очень маленьким сопротивлением называется коротким замыканием. Сила тока в этом случае ограничивается только внутренним сопротивлением генератора r.

Действительно, когда R много меньше r, можно принять, что сопротивление R проводника, замыкающего генератор, равно нулю. Тогда из формулы (16.32 а) Работа, мощность и тепловое действие электрического тока получим ток короткого замыкания:

Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Это наибольший ток, который может дать источник электрической энергии с э. д. с., равной Работа, мощность и тепловое действие электрического токаи внутренним сопротивлением r.
Работа, мощность и тепловое действие электрического тока

Короткое замыкание — явление вредное. Кроме ненужного расхода электрической энергии, при коротком замыкании портится генератор, а перегрев проводов, замыкающих генератор, может вызвать пожар. Поэтому провода, составляющие замкнутую цепь, должны быть хорошо изолированы не только друг от друга, но и от Земли, т. е. от стен, пола и пр.

Тепловое действие тока широко используется в технике и в быту. Одним из наиболее распространенных применений теплового действия тока является освещение комнат, цехов и т. п. с помощью ламп накаливания. Впервые такая лампа была создана,А. Н. Ладыгиным, а американский ученый Т. Эдисон сделал эти лампы предметом широкого практического использования.

На тепловом действии тока основано устройство электрических печей, электронагревательных приборов. В тех случаях, когда тепловое действие тока вызывает бесполезные потери электрической энергии, его стремятся ослабить. Например, выделение тепла в соединительных проводах — вредное явление. Для уменьшения выделения тепла сопротивление подводящих проводов стараются сделать как можно меньшим, и по возможности уменьшают силу тока в них. Так, передачу электроэнергии осуществляют при высоком напряжении, что позволяет при одной и той же передаваемой мощности уменьшить (в соответствии с (17.6)) ток и потери на нагрев проводов.

Для того чтобы избежать пожаров и порчи генераторов при коротком замыкании, в электрическую цепь обязательно включают плавкие предохранители (пробки) (рис. 17.2, вверху — условное изображение). Ток, идущий к потребителю (путь тока отмечен на рис. 17.2 стрелками), проходит через проволоку а из легкоплавкого металла. При коротком замыкании ток сильно возрастает и расплавляет проволоку, размыкая цепь. Заметим, что сопротивление единицы длины плавкого предохранителя должно быть значительно больше, чем у подводящих проводов.

Услуги по физике:

  1. Заказать физику
  2. Заказать контрольную работу по физике
  3. Помощь по физике

Лекции по физике:

  1. Физические величины и их измерение
  2. Основные законы механики
  3. Прямолинейное равномерное движение
  4. Прямолинейное равнопеременное движение
  5. Сила
  6. Масса
  7. Взаимодействия тел
  8. Механическая энергия
  9. Импульс
  10. Вращение твердого тела
  11. Криволинейное движение тел
  12. Колебания
  13. Колебания и волны
  14. Механические колебания и волны
  15. Бегущая волна
  16. Стоячие волны
  17. Акустика
  18. Звук
  19. Звук и ультразвук
  20. Движение жидкости и газа
  21. Молекулярно-кинетическая теория
  22. Молекулярно-кинетическая теория строения вещества
  23. Молекулярно — кинетическая теория газообразного состояния вещества
  24. Теплота и работа
  25. Температура и теплота
  26. Термодинамические процессы
  27. Идеальный газ
  28. Уравнение состояния идеального газа
  29. Изменение внутренней энергии
  30. Переход вещества из жидкого состояния в газообразное и обратно
  31. Кипение, свойства паров, критическое состояние вещества
  32. Водяной пар в атмосфере
  33. Плавление и кристаллизация
  34. Тепловое расширение тел
  35. Энтропия
  36. Процессы перехода из одного агрегатного состояния в другое
  37. Тепловое расширение твердых и жидких тел
  38. Свойства газов
  39. Свойства жидкостей
  40. Свойства твёрдых тел
  41. Изменение агрегатного состояния вещества
  42. Тепловые двигатели
  43. Электрическое поле
  44. Постоянный ток
  45. Переменный ток
  46. Магнитное поле
  47. Электромагнитное поле
  48. Электромагнитное излучение
  49. Электрический заряд (Закон Кулона)
  50. Электрический ток в металлах
  51. Электрический ток в электролитах
  52. Электрический ток в газах и в вакууме
  53. Электрический ток в полупроводниках
  54. Электромагнитная индукция
  55. Термоэлектрические явления
  56. Распространение электромагнитных волн
  57. Интерференционные явления
  58. Рассеяние
  59. Дифракция рентгеновских лучей на кристалле
  60. Двойное лучепреломление
  61. Магнитное поле и электромагнитная индукция
  62. Электромагнитные колебания и волны
  63. Природа света
  64. Распространение света
  65. Отражение и преломление света
  66. Оптические приборы и зрение
  67. Волновые свойства света
  68. Действия света
  69. Линзы и получение изображений с помощью линз
  70. Оптические приборы и глаз
  71. Фотометрия
  72. Излучение и спектры
  73. Квантовые свойства излучения
  74. Специальная теория относительности в физике
  75. Теория относительности
  76. Квантовая теория и природа поля
  77. Строение и свойства вещества
  78. Физика атомного ядра
  79. Строение атома


Предмет: Физика,


автор: Аноним

Что значит термин ПОТРЕБИТЕЛЬ в физике ​

Ответы

Автор ответа: denisenkoviki





2

Потребитель — потребитель электрической энергии, приобретающий электрическую энергию (мощность) для собственных бытовых и (или) производственных нужд.

Автор ответа: apolinaria92





1

Потребители электрической энергии — лица, приобретающие электрическую энергию для собственных бытовых и (или) производственных нужд

Предыдущий вопрос

Следующий вопрос

Интересные вопросы

Предмет: Қазақ тiлi,
автор: Аноним

Опишите Қожа (можно в виде кластера)

4 года назад

Предмет: Алгебра,
автор: svetlankasilakova

2.Какая точка, принадлежит графику уравнения: -х-у =6. А(1;-5)- , B(-1;7)- C(-7;1)-​

4 года назад

Предмет: Английский язык,
автор: feruzanarmatova273

It’s five to ten
It’s quarter past nine​

4 года назад

Предмет: Биология,
автор: Johannes16

Помогите решить задачу…
В брак вступают курчавая женщина (доминантный признак) и мужчина с прямыми волосами (рецессивный признак). У них родились дети с волнистыми волосами. Каков прогноз в отношении внуков, если дети вступят в брак с лицами, имеющими волнистые волосы?

7 лет назад

Предмет: Математика,
автор: nnn2288

56*4:7*3:6*5:10*8*1000

7 лет назад

Основы электрического токаЭта статья предназначена для школьников, студентов, а так же иных лиц которые хотят изучить основы электрики с нуля. Из этой статьи вы узнаете о том, что такое электрический ток, какие бывают источники тока, в каких единицах он измеряется и что такое электрическая цепь.

Начнем с определения.

Определение

Ток – это течение или движение чего-либо. Отсюда можно сделать следующее определение.

Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц (носителей электрического заряда) в веществе или вакууме.

В преимущественном большинстве носителями электрического заряда служат электроны, например в металлах. Гораздо реже – ионы, например в газах.

Обычно электрический ток происходит в металлах – проводах. Провода изготавливаются из алюминия, меди, серебра, золота и сплавов этих металлов в различных вариациях.

При этом скорость движения свободных электронов очень маленькая, не более 1 миллиметра в секунду. При этом скорость распространения электрического тока довольно велика – она почти равна скорости света. Поэтому когда мы щелкаем выключателем, свет зажигается мгновенно.

Эту скорость электронам придает источник электрической энергии. Благодаря источнику в проводнике (пусть это будет провод) создается электрическое поля, благодаря которому скорость электронов сильно увеличивается.

При этом должна быть создана электрическая цепь. Например, простая электрическая цепь состоит из:

  • источника — например батарейки;
  • проводника — например провода;
  • потребителя — например лампочки;
  • замыкателя — например выключателя.

Пример простой электрической цепи

Но это я забегаю веред, давайте обо всем по порядку. Начнем с источника.

Источник электрического тока

Самым простым и общеизвестным источником электрического тока является аккумулятор, в уменьшенном виде аккумуляторная или простая батарейка. Это источники постоянного тока. У этих источников есть плюса.

Есть положительный полюс, который обозначается знаком плюс (+). И отрицательный полюс который обозначается знаком минус (-).

Если полюса соединить с потребителем электрического тока, например лампочкой с помощью проводника (проводов), то  электрический ток начнет движение в определенном направлении (под действием электрического поля) и лампочка загорится.

Ток течет от плюса к минусу, хотя обычно принято говорить что наоборот. Но, на начальном этапе это не столь важно.

Какие бывают источники электрического тока, выделим три основных:

  1. Гальванический источник – батарейка или аккумулятор.
  2. Термический источник или термоэлемент, в таком элементе электрический ток появляется при повышении температуры.
  3. Фотоэлемент – электричество появляется при воздействии излучения.

Гальванический элемент

Обозначение гальванического элемента на схеме

Выше я привел обозначение гальванического элемента на схеме. Гальванический элемент это такое устройство, в котором происходят химические реакции. При этих реакциях выделяется энергия, которая превращается в электрическую энергию.

Гальваническими элементами можно считать батарейку и аккумулятор. Суть этих элементов такова.

Есть два металлических элемента, один из них анод (например, цинк) и катод (например, медь). Эти элементы помещены в определенную среду (электролит). Причем не важен форм-фактор этих элементов. Это может быть цинковая пластина и угольный стрежень, или две пластины, не суть.

Гальванический процесс

Изображение из Википедии https://ru.wikipedia.org/

Катод и анод имеют разные заряды, положительный и отрицательный. В результате разных зарядов в электролите начинается движение электронов, то есть появляется электрическое поле, благодаря которому образуется электрический ток.

Со временем происходящие в гальваническом элементе реакции ослабевают, и поэтому приходится покупать новую батарейку или заряжать автомобильный (например) аккумулятор.

Остальные элементы (источники) в данной статье я не рассматриваю. Надеюсь что в целом все понятно. Перейдем к проводнику.

Проводник электрического тока

Проводник это неотъемлемая часть электрической цепи. Он служит для передачи электрического тока от источника к потребителю (приемнику).

Как вы уже знаете проводник обычно это металл. Провода электрического тока в наших квартирах это, обычно, медные или алюминиевые проводники. Как же происходит движение электричества в металле?

Металлы в твердом состоянии имеют кристаллическую решетку. В этой решетке расположены положительно заряженные ионы, а между ними движутся отрицательно заряженные электроны. Отрицательный заряд электронов (всех) равен положительному заряду электронов (всех). Поэтому в своем обычном состоянии провода не баются током.

Кристаллическая решетка металла

Кристаллическая решетка металла

Электроны в металле, как и во многих других средах, движутся беспорядочно. Но если мы соединяем источник и потребитель с помощью провода, то от источника на металл начинает действовать электрическое поле и электроны начинают двигаться быстрее и в определенном направлении.

Некоторое беспорядочное движение электронов присутствует,  но это движение можно сравнить с перемещением частиц воздуха в автомобиле, который едет с большой скоростью.

При этом электрический ток происходит по всему проводу (проводнику) который подключен к источнику электрического тока.

Потребитель электрического тока

Приемник или потребитель электрического тока это то, что потребляет ток для какой-либо работы.

Например, лампочка потребляет электрический ток для освещения, обогреватель для повышения окружающей температуры, электрооборудование для выполнения различной работы.

Без потребителя в цепи произойдет замыкание, о нем я расскажу в следующих материалах настоящего самоучителя электрика.

На потребителях не будем останавливаться подробно, тут все в целом должно быть понятно – все то, что для выполнения своей работы нуждается в электрическом токе, можно называть потребителем.

Чайник - пример потребителя электрического тока

Современный чайник является хорошим примером потребителя электрического тока.

Замыкатель электрической цепи

Замыкателем электрического тока выступает любое устройство, которое замыкает и размыкает электрическую цепь.

Что бы загорелась лампочка нужно щелкнуть выключателем. Что бы чайник начал нагревать воду воду нужно щелкнуть выключателем. Все это замыкатели электрической цепи.

Эффекты (действия) электрического тока

У электрического тока есть определенные действия или эффекты, давайте коротко рассмотрим их.

  • Тепловой эффект. Этот эффект выражает себя в том случае когда электрический ток проходит через участок цепи с большим сопротивлением. В этом случае электричество преобразуется в тепло. Благодаря этому эффекту работают некоторые обогреватели. Тот же бытовой чайник работает благодаря этому эффекту – нагревательный элемент имеет большое сопротивление и он передает свое тепло воде, которая со временем начинает кипеть.
  • Химический эффект. Я уже писал выше, что при прохождении тока через электролит, происходит обмен электронами между электродами. Такой эффект называют электролизом. Этот эффект используют в промышленности, например для получения некоторых металлов.
  • Магнитный эффект. При прохождении электрического тока через некоторые перемычки и обмотки возникает магнитное поле. Этот эффект позволяет создавать электродвигатели, трансформаторы и другие электротехнические устройства.

Сила тока и электрический заряд

В системе СИ основной единицей тока является ампер (A — в честь французского физика и математика Ампер Андре Мари). В формулах и расчетах сила тока обозначается буквой ( I ).

Силой тока принято считать отношение электрического заряда (q), прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения (t).

То есть I = q/t

Поперечное сечение проводника это площадь среза металлической части провода, по которому передается электрический ток (проводника). Измеряется в миллиметрах.

Схема поперечного сечения

Например, кабель ВВГ (винил-винил-голый) — первый кабель имеет две жилы сечением по 1,5 миллиметра.

Кабель ВВГ

Кабель ВВГ с различным количеством жил и сечениями

Так же существует единица электрического заряда – Кулон (Кл). По сути это единица, которая определяет электрический ток, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1А за 1 секунду.

1Кл = 1А * 1с

Амперметр

Амперметр это прибор, который предназначен для измерения силы тока в цепи.  У большинства людей, чья работа не связана с электричеством, есть такой прибор как мультиметр. Именно он играет роль амперметра.  Обычно он позволяет проводить измерения постоянного тока до 10 ампер.

Мультиметр-амперметр

На этом все основы электрического тока подходят к концу. Читайте другие материалы и задавайте вопросы в комментариях.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти пункт назначение 3
  • Encased лагерь первых поселенцев как найти
  • Как найти отца которого никогда не видел
  • Как составить план работы производственного цеха
  • Как найти адрес паспортного стола по адресу