Повторение
пройденной темы.
Мы каждый день
пользуемся электронагревательными приборами, не представляем жизнь без
электрического освещения, но каково их строение? Кто изобрел эти столь
необходимые человеку технические устройства? Какие физические явления и
законы лежат в основе работы данных устройств? И мы сегодня с вами ответим на
все поставленные вопросы. Но чтобы успешно справиться с поставленными
задачами , необходимо повторить пройденный материал, который поможет в
решении данных проблем.
Актуализация
знаний.
1.
Что
такое электрический ток? /Это упорядоченное, направленное движение
заряженных частиц/
2.
Какие
заряженные частицы могут образовать электрический ток? /Электроны,
положительные и отрицательные ионы/
3.
Какие
основные физические величины характеризуют электрический ток? /сила тока,
напряжение и сопротивление/
А сейчас
посмотрим, как вы знаете связь установленную Омом между этими величинами,
единицы измерения этих величин и закон Джоуля-Ленца. Внимание на экран.
/Выполнение работы: «Найди ошибку»
I=U*R
|
R=I/U
|
U=I/R
|
I=U/R
|
Q=IUt
|
Q=I/Ut
|
Q=UI/t
|
I=Qut
|
Ом=В*А
|
Дж=А*В*с
|
А=В/Ом
|
В=А/Ом
|
Тепловое действие
электрического тока используется в электрических лампах накаливания и в
электронагревательных приборах.
Электронагревательные
приборы получили очень широкое распространение в нашей жизни. Например,
электроплитки и чайники, утюги, камины, фены и другие уже давно стали
привычными «жильцами» наших квартир.
Основной частью
любого электронагревательного прибора является нагревательный элемент. Со
второй половины ХХ века и по настоящее время широко используются так
называемые ТЭНы-трубчатые электронагреватели. Они представляют собой
нихромовую проволоку, свитую в виде спирали и помещенную внутрь металлической
трубки, заполненной электроизолирующим теплопроводным порошком. ТЭНы
применяют в большинстве водонагревательных приборов, в утюгах, электроплитах,
электрокаминах и так далее. Такие ТЭНы имеют размеры до нескольких дециметров
и мощность до нескольких киловатт.
В нагревательном
элементе проводник в виде проволоки или ленты наматывается на пластинку из
жароустойчивого материала: слюды, керамики. Нагревательным элементом в утюге
служит нихромовая лента, от которой нагревается нижняя часть утюга.
Итак,
нагревательные элементы электроприборов изготавливают из металлической
проволоки / а также ленты и пленки/. Но ведь и провода, подводящие ток к
прибору, тоже изготовлены из металла. Не возникал ли у вас вопрос: почему
теплота выделяется именно в нагревательном элементе, а не в проводящих
проводах?
Важно:
теплота выделяется не только в нагревательном элементе, но и в проводах.
Однако, на единице длины нагревательного элемента теплоты выделяется гораздо
больше, чем на единице длины провода. Другими словами, на каждом сантиметре
провода, подводящего к спирали ток.
Во-первых,
нагревательный элемент и подводящие провода изготовлены из разных металлов:
нихрома и меди. Заметим, что удельное сопротивление нихрома в 50 раз
больше удельного сопротивления меди. Это значит, что одинаковые по
размерам проводники из нихрома и меди будут иметь сопротивления,
различающиеся в 50 раз. Выясним, как это влияет на выделение тепла.
Нагревательный
элемент и подводящие провода представляют собой проводники, соединенные
последовательно. На предыдущих уроках мы узнали, что в таких проводниках сила
тока одинакова. Следовательно, согласно закону Джоуля-Ленца, количество
теплоты, выделяющихся в этих проводниках, прямо пропорциональны их
сопротивлениям /так как сила тока и время его прохождения одинаковы/. Поэтому
каждая единица длины нихромовой проволоки выделяет в 50 раз больше
теплоты, чем единица длины медного провода, если площади их поперечного
сечения одинаковы.
Во-вторых,
нихромовая проволока свернута в спираль, длина которой в 10-20 раз меньше
длины самой проволоки. Поэтому на единице длины спирали выделяется в 10-20
раз больше теплоты, чем на единице длины прямого отрезка нихромовой
проволоки.
Итак, две
причины- применение вещества с большим удельным сопротивлением /нихрома/ и
плотное его размещение /спираль с близко расположенными витками/ приводят к
тому, что основное количество теплоты выделяется именно в нагревательном
элементе электроприбора, а не в проводах.
Обычные,
уже морально устаревшие лампы накаливания, превращают в световую энергию
менее 10% потребляемой электроэнергии, а остальные 90% превращают в теплоту.
Поэтому лампы тоже можно считать электронагревательными приборами. И хотя их
чаще всего используют именно для освещения, нередки случаи, когда их
применяют и для обогрева, например теплиц. Для подключения ламп к
электросети используют специальный патрон /на рисунке показан в разрезе/. Он
имеет нижний контакт в виде упругой пластики и кольцевой контакт,
соприкасающийся с цоколем лампы.
/На
столе-электрическая лампа накаливания. Учитель берет ее в руки./
Ну и лампа, на
смех людям! Пузырек по
абажуром.
В середине
пузырька Три
четыре волоска.
Непонятная
посуда. Интересно
посмотреть
Как вы будете
гореть? Как
зажжет тебя хозяин,
Пузырек у вас
запаян!
Ученик
/читает стихотворение о лампе/.
«Я электрическая
механическая лампа.
Мне не нужно
керосина. Мне
со станции машина
Шлет по
проволоке ток. Не
простой я пузырек.
Если вы
соедините С
выключателем две нити
Зажигается мой
свет. Вам
понятно или нет?»
Одновременное включение мощных потребителей тока вызывает значительное
увеличение силы тока в сети, настолько, что провода могут сильно нагреться, а
покрывающая их изоляция – воспламениться. Замыкание источника тока на
проводник с маленьким сопротивлением называют коротким замыканием. При этом
сила тока в цепи становится больше допустимой. Это вредное явление. Кроме
ненужного расхода электрической энергии, при коротком замыкании портится
источник тока. Развивающиеся при этом большой силы токи опасны из-за
раскаливания проводов, они могут вызвать пожар, Следовательно, провода,
составляющие замкнутую цепь, должны быть хорошо изолированы не только друг от
друга, но и от земли, стен и пола и т.д.
Для того чтобы избежать пожаров и порчи источников тока при коротком
замыкании, в электрическую цепь необходимо включать плавкие предохранители.
Назначение предохранителей-сразу отключать электрическую цепь, если сила тока
вдруг окажется больше допустимой нормы. Плавкие предохранители, или так
называемы пробки, относятся к электрическим приборам. Пробки представляют
собой тонкие медные и свинцовые проволоки, которые вводят в цепь
электрического тока последовательно. При замыкании цепи предохранитель
расплавляется при токе, превышающем то значение, на которое рассчитана
электрическая цепь. Цепь размыкается, прекращается подача электроэнергии в
неисправную цепь, при этом устраняется опасность короткого замыкания.
Практическая
работа.
Расчет
стоимости электроэнергии.
Цель -
изучить паспорта электрических приборов, определить мощность бытовых
электроприборов; определить работу, совершаемую током в этих бытовых
электроприборах, вычислить затраченную им электроэнергию и ее стоимость.
Приборы
и материалы: технические паспорта приборов, электробытовые
приборы: электрочайник, фен, электроплитка, электронагреватель, утюг,
светильник, электрические лампочки, кипятильник, (телевизор, компьютер).
Задание 1-й
группы:
1.
Возьмите
различные электроприборы и их технические паспорта.
2. По
паспорту определите мощность данных электрических приборов.
3.
Определите
работу, совершенную током в этих приборах за любой промежуток времени (10
мин., 20 мин., 1 ч, и т.д.)
4. Полученные
данные занесите в таблицу.
5.
Рассчитайте
стоимость электроэнергии данных приборов за определенное время по формуле:
Стоимость
=РаботаТариф
Задание
2-й группы. Посчитайте расход электроэнергии вашей семьей за
сутки и за месяц, посчитайте стоимость этой электроэнергии.
Подведение
итогов урока.
Закрепление
новой темы:
1/
Какие электронагревательные приборы вы знаете?
2/
Из каких частей состоит лампа накаливания?
3/
При каких условиях происходит короткое замыкание?
4/
Для чего используют плавкие предохранители?
5/
Что представляет собой плавкие предохранители?
Рефлексия.
Домашнее
задание:
§29
Ответить на вопросы на стр.142
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.