В электрической печи при напряжении 220 в



Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля–Ленца

Задачи урока: осмыслить применение изученных физических величин и связывающих их величин.

Цели урока:
  • Учащиеся должны усвоить, что количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени Q=I?Rt;
  • Учащиеся должны научиться решать задачи на нахождение количества теплоты в конкретных ситуациях;
  • Закрепление у учащихся навыков решения задач расчётных, качественных
  • и экспериментальных;
  • Формирование у учащихся добросовестного отношения к труду, положительного
  • отношения к знаниям, воспитание дисциплинированности, эстетических взглядов.

Актуализация знаний. Опрос фронтальный.

1. Какие три величины связывает закон Ома?

I, U, R; сила тока, напряжение, сопротивление.

2. Как формулируется закон Ома?

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

3. Как записывается формула закона Ома?

4. Единицы измерения физических величин, входящих в закон Ома.

5. Как выразить работу тока за некоторое время?

6. Что называют мощностью?

Чтобы найти среднюю мощность электрического тока, надо его работу разделить на время P=A/t.

7. Как рассчитать мощность?

8. Что принимают за единицу мощности?

За единицу измерения мощности принят 1 Вт, равный 1 Дж/с, 1 Вт=1Дж/с.

9. Какое соединение проводников называют последовательным?

10. Какая величина одинакова для всех проводников, соединённых последовательно?

11. Как найти общее сопротивление цепи, зная сопротивление отдельных проводников, при последовательном соединении?

12. Как найти напряжение участка цепи, состоящего из последовательно соединённых проводников, зная напряжение на каждом из них?

13. Какое соединение проводников называют параллельным?

14. Какая величина одинакова для всех проводников, соединённых параллельно?

15. Как найти общее сопротивление цепи, зная сопротивление отдельных проводников, при параллельном соединении?

16. Как найти силу тока на участке цепи при параллельном соединении?

17. Электрическим током называется:

упорядоченное движение свободных электронов.

18. Формула для расчёта сопротивления проводника?

19. Амперметр включается в цепь :

20. Все потребители находятся под одним и тем же напряжением при :

21. Отгадайте загадку.

Очень строгий контролёр со стены глядит в упор,
Смотрит, не моргает. Стоит только свет зажечь,
Или включить в розетку печь -
Всё на ус мотает. (Электросчётчик).

А что мотает на ус электросчётчик?

Расход электрической энергии.

Определение мощности электрической лампочки.

Q=c*m*(t2 -t1 ) =4200Дж/ (кг* 0 С)*0,1кг*2 0 С=840 Дж.

Упражнение 27(2) из [1].

Вопрос: С какой целью провода в местах соединения не просто скручивают, но ещё и спаивают? Ответ обоснуйте.

Сила тока в обоих проводах одинакова, так как проводники соединены последовательно.

Если место контакта двух проводников не будет спаяно, то его сопротивление будет достаточно большое по сравнению с сопротивлением самих проводников. Тогда в месте будет выделяться наибольшее количество теплоты. Это приведёт к расплавлению места контакта двух проводников и размыканию электрической цепи.

Формулировка закона Джоуля - Ленца.

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

Организация самостоятельной деятельности учащихся.

1. Как изменится количество теплоты, выделяемое проводником с током, если силу тока в проводнике увеличить в 2 раза?

А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Увеличится в 4 раза.

Ответ. По закону Джоуля - Ленца Q=I 2 *R*t, следовательно увеличится в 4 раза.

В. Увеличится в 4 раз.

2. Какое количество теплоты выделит за 30 минут проволочная спираль сопротивлением 20 Ом, если сила тока в цепи 2А?

А. 144000 Дж. Б. 28800 Дж. В. 1440 Дж.

Онлайн расчет нихромовой проволоки для нагревателя

Применение нихромовых проволок в качестве нагревательных элементов обусловлено сочетанием следующих характеристик этих сплавов:

- высоких показателей жаростойкости сплавов никеля с хромом;
- высоким удельным электрическим сопротивлением ;
- хорошей пластичностью;
- низким температурным коэффициентом электрического сопротивления.

Предложенный калькулятор может быть использован для подсчета и примерной оценки необходимой длины нихромовой проволоки наиболее распространенных в настоящее время марок Х20Н80, Х20Н80-Н и Х15Н60 для нагревателей.

Для расчета потребуются следующие данные: желаемая мощность нагревателя. питающее напряжение и стандартное значение диаметра используемой проволоки.

Вначале, исходя из заданных параметров определяется сила тока (I=P/U ). Далее, производится расчет сопротивления всего нагревательного элемента (R=U/I ).

Затем, используя данные удельного электрического сопротивления (ρ ) упомянутых выше марок проволоки находим ее необходимую длину (l=SR/ρ ), которая обеспечит сопротивление нагревателя R .

После проведения расчета рекомендуется убедиться в соответствии полученного расчетного тока его допустимому значению из приведенной ниже таблицы:

Если полученный ток превышает допустимый, необходимо повторить расчет, выбрав большее значение диаметра нихромовой проволоки или снизив мощность нагревательного элемента .

Обязательно следует учесть, что допустимые значения тока в зависимости от выбранного диаметра проволоки и температуры нагрева, приведенные в таблице стоит рассматривать для нагревателей, закрепленных в горизонтальном состоянии в воздушной среде.

Так, в случае если спираль погружена в нагреваемую жидкость, то допустимый ток может быть увеличен в 1,1-1,5 раза, а закрытое расположение спирали в связи с гораздо худшим охлаждением наоборот, предполагает уменьшение допустимого тока в 1,2-1,5 раза.

Электротехнические расчеты онлайн

© Forum220.ru | 2009 - | Электротехнические расчеты онлайн Размещение данных материалов на других веб-ресурсах возможно только при наличии обратной гиперссылки на сайт Forum220.ru

1. При заданном напряжении на предохранителе должно выделяться наибольшее количество теплоты. Это возможно, если сопротивление его наименьшее, т. е. когда он изготовлен из толстой проволоки с небольшим удельным сопротивлением.
2. Предохранитель должен быть легкоплавким, значит, вещество проволоки должно иметь низкую точку плавления. При небольшом количестве теплоты температура должна быстро повышаться до точки плавления. Поэтому удельная теплоемкость материала не должна быть большой и масса проволоки не должна быть велика. Следовательно, очень толстую проволоку брать не следует.
3. Материал должен быть дешевым и легко обрабатываться, т. е. быть экономически выгодным.
Всем этим условиям лучше всего удовлетворяет свинец.

а) Как, не вынимая пробок из предохранителя и не отвинчивая их крышек, можно с помощью лампы, ввинченной в патрон со шнуром с зачищенными концами проводов, точно указать, какая из двух пробок перегорела?
б) Если в квартире погасло электрическое освещение, то как можно установить причину этого явления (произошло ли оно вследствие обрыва провода в квартире, перегорания пробок, отсутствия тока во внешней линии)?

а) Присоединить провода от лампы сначала к клеммам 1-4, а затем к 2-3. Если в первом случае лампа горит, то перегорела левая пробка, если нет, то - правая.
б) Если лампа, присоединенная к клеммам 3-4, горит, то разрыв цепи произошел в квартире. Если не горит, то либо перегорели пробки, либо отсутствует ток во внешней цепи. Накаливание лампы, подключенной к клеммам 1-2, свидетельствует о том, что перегорели пробки. Если же она не накаливается, то, очевидно, электрический ток отсутствует во внешней линии.

До замыкания ключа обе лампы горели вполнакала. При замыкании ключа лампа Л1 будет гореть в полный накал, а Л2 погаснет. Если до включения ключа К в розетке сделать короткое замыкание, то произойдет то же, что и при замыкании ключа. Если это сделать после включения К, то ничто не изменится.

Источники: http://festival.1september.ru/articles/596944/, http://forum220.ru/calc-nichrome-wire.php, http://www.naukamira.ru/faq/4-1






Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением

Сумма цифр: код подтверждения