Тепловое действие электрического тока закон джоуля ленца это

Презентация, доклад на тему Урок по теме Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля-Ленца. Лампа накаливания.

Презентация на тему Урок по теме Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля-Ленца. Лампа накаливания., предмет презентации: Физика. Этот материал в формате pptx (PowerPoint) содержит 14 слайдов, для просмотра воспользуйтесь проигрывателем. Презентацию на заданную тему можно скачать внизу страницы, поделившись ссылкой в социальных сетях! Презентации взяты из открытого доступа или загружены их авторами, администрация сайта не отвечает за достоверность информации в них, все права принадлежат авторам презентаций и могут быть удалены по их требованию.

• Главная
• Физика
• Урок по теме Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля-Ленца. Лампа накаливания.

Слайды и текст этой презентации

Тепловое действие тока Закон Джоуля-Ленца Электронагревательные приборы

Учитель физики МБОУ СОШ № 5
Коломасова Марина Александровна

Верите ли вы, что

2 ученых, работающих в разных странах и не знакомые друг с другом, почти одновременно сделали одно и то же открытие?
Физический закон носит имена владельца пивоваренного завода и ректора Санкт-Петербургского университета?
В конце 19 века Россию называли родиной света?
Электрическая лампа чаще перегорает в момент замыкания тока и очень редко в момент размыкания?
Наибольший расход электроэнергии в наших квартирах приходится на освещение?

Интерактивный тренинг на знание формулы мощности электрического тока

Работа с учебником

Как можно объяснить нагревание проводника электрическим током?
Попробуйте сформулировать это в виде ключевых словосочетаний
1. Эл. поле совершает работу по перемещению свободных зарядов
2. Взаимодействие направленно движущихся свободных зарядов с ионами вещества
3. Передача энергии ионам
4. Работа тока приводит к увеличению внутренней энергии проводника
5. Если проводник неподвижен, то А тока = Q. Значит Q = UIt

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669ba076-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/3_20.swf
3 стр. и 4 стр.

Степень нагрева проводника зависит от его СОПРОТИВЛЕНИЯ

При последовательном соединении
I = const , Q = I2 Rt, (чем больше R, тем больше Q)
значит сильнее нагреется проводник с
большим сопротивлением

При параллельном соединении
U= const, Q = U2t/R, (чем меньше R, тем больше Q)
значит сильнее нагреется проводник с
меньшим сопротивлением

Решение задачи 2 группы

Проводники соединены последовательно, значит
l1 = l2 = const.
Q = Ult, Q = lt ( lR ), т.е Q = l2 Rt
(Q прямо пропорционально R)
Значит проводник с БОЛЬШИМ сопротивлением выделит БОЛЬШЕЕ количество теплоты и наоборот)
2. R = ρι/S, (R обратно пропорционально S при прочих равных условиях)
Поскольку S1 > S2, значит R1

Ответьте на вопросы

Как изменится количество теплоты, выделяемое проводником с током, если силу тока в проводнике увеличить в 2 раза?
(увеличится в 4 раза, поскольку Q = l2 Rt , т.е. Q = (2l)2 Rt , Q = 4l2 Rt )
2 лампы, соединённые последовательно, подключены к источнику тока. Сопротивление первой лампы меньше, чем у второй. Какая лампа будет гореть ярче при замыкании цепи?
(вторая лампа, т.к. при последовательном соединении Q = l2 Rt,
( т.е. Q

R),токи в лампах одинаковы, больше тепла выделяет и поэтому ярче горит лампа с большим сопротивлением )
2 лампы, соединённые параллельно, подключены к источнику тока. Сопротивление первой лампы меньше, чем у второй. Какая лампа будет гореть ярче при замыкании цепи?
(первая лампа, т.к. при параллельном соединении Q = U2t/R
( т.е. Q

1/ R), напряжение на лампах одинаковы. Больше тепла выделяет и поэтому ярче горит лампа с меньшим сопротивлением)

Применение теплового действия тока

Применение теплового действия тока Посмотрите видеоролик и составьте
по нему 2 вопроса

Ответьте на вопросы

Из какого материала необходимо изготовлять спирали для лампочек накаливания?
Объясните, почему провода, подводящие ток к электрической лампочке, практически не нагреваются, в то время как нить лампочки раскаляется добела?
Какими свойствами должен обладать металл, из которого изготовляют спирали нагревательных элементов?

2 ученых, работающих в разных странах и не знакомые друг с другом, почти одновременно сделали одно и то же открытие?
Физический закон носит имена владельца пивоваренного завода и ректора Санкт-Петербургского университета?
В конце 19 века Россию называли родиной света?
Электрическая лампа чаще перегорает в момент замыкания тока и очень редко в момент размыкания?
Наибольший расход электроэнергии в наших квартирах приходится на освещение?

И это действительно так!

Создайте свой Синквейн

1. название темы одним словом,
2. два прилагательных, характеризующих тему
3. три глагола, описывающие самое важное в теме
4. словосочетание из 4х слов, показывающее отношение к теме
5. резюме (краткий вывод)
Ток
Необходимый, опасный
Движет, нагревает, убивает
Мы все его заложники
Ток есть — есть контакт!

Д.З. §53,54, упр. 27,
задание 8 – по желанию.

Тепловое действие тока Закон Джоуля-Ленца Электронагревательные приборы Лисовская Ирина Александровна, учитель физики ГБОУ гимназия 148 имени Сервантеса, — презентация

Презентация была опубликована 7 лет назад пользователемДемид Панкрашкин

Похожие презентации

Презентация на тему: » Тепловое действие тока Закон Джоуля-Ленца Электронагревательные приборы Лисовская Ирина Александровна, учитель физики ГБОУ гимназия 148 имени Сервантеса,» — Транскрипт:

1 Тепловое действие тока Закон Джоуля-Ленца Электронагревательные приборы Лисовская Ирина Александровна, учитель физики ГБОУ гимназия 148 имени Сервантеса, г.Санкт-Петербург

2 Верите ли вы, что 2 ученых, работающих в разных странах и не знакомые друг с другом, почти одновременно сделали одно и то же открытие? Физический закон носит имена владельца пивоваренного завода и ректора Санкт-Петербургского университета? В конце 19 века Россию называли родиной света? Электрическая лампа чаще перегорает в момент замыкания тока и очень редко в момент размыкания? Наибольший расход электроэнергии в наших квартирах приходится на освещение?

3 Интерактивный тренинг на знание формулы мощности электрического тока collection.edu.ru/dlrstore/669ba075-e dc-95ff c9a66/3_19.swf collection.edu.ru/dlrstore/669ba075-e dc-95ff c9a66/3_19.swf 6 стр

10 Работа с учебником Как можно объяснить нагревание проводника электрическим током? Попробуйте сформулировать это в виде ключевых словосочетаний 1. Эл. поле совершает работу по перемещению свободных зарядов 2. Взаимодействие направленно движущихся свободных зарядов с ионами вещества 3. Передача энергии ионам 4. Работа тока приводит к увеличению внутренней энергии проводника 5. Если проводник неподвижен, то А тока = Q. Значит Q = UIt

11 collection.edu.ru/dlrstore/669ba076-e dc-95ff c9a66/3_20.swf collection.edu.ru/dlrstore/669ba076-e dc-95ff c9a66/3_20.swf 3 стр. и 4 стр.

12 Степень нагрева проводника зависит от его СОПРОТИВЛЕНИЯ При последовательном соединении I = const, Q = I 2 Rt, (чем больше R, тем больше Q) значит сильнее нагреется проводник с большим сопротивлением При параллельном соединении U= const, Q = U 2 t/R, ( чем меньше R, тем больше Q) значит сильнее нагреется проводник с меньшим сопротивлением

S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при тако» title=»Задача 1 группе ι – длина проводника; ι 1 = ι 2 ρ – удельное сопротивление проводника ; ρ 1 = ρ 2 S — площадь поперечного сечения проводника; S 1 > S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при тако» > 13 Задача 1 группе ι – длина проводника; ι 1 = ι 2 ρ – удельное сопротивление проводника ; ρ 1 = ρ 2 S — площадь поперечного сечения проводника; S 1 > S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при таком их соединении 1 2 S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при тако»> S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при таком их соединении 1 2″> S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при тако» title=»Задача 1 группе ι – длина проводника; ι 1 = ι 2 ρ – удельное сопротивление проводника ; ρ 1 = ρ 2 S — площадь поперечного сечения проводника; S 1 > S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при тако»>

14 Решение задачи 1 группы 1.Проводники соединены параллельно, значит U 1 = U 2 = const. Q = Ult, Q = Ut (U/ R), т.е Q = U 2 t/R (Q обратно пропорционально R) Значит проводник с МЕНЬШИМ сопротивлением выделит БОЛЬШЕЕ количество теплоты) 2. R = ρι/S, (R обратно пропорционально S при прочих равных условиях) Поскольку S 1 > S 2, значит R 1 S 2, значит R 1

S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при тако» title=»Задача 2 группе ι – длина проводника; ι 1 = ι 2 ρ – удельное сопротивление проводника ; ρ 1 = ρ 2 S — площадь поперечного сечения проводника; S 1 > S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при тако» > 15 Задача 2 группе ι – длина проводника; ι 1 = ι 2 ρ – удельное сопротивление проводника ; ρ 1 = ρ 2 S — площадь поперечного сечения проводника; S 1 > S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при таком их соединении 1 2 S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при тако»> S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при таком их соединении 1 2″> S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при тако» title=»Задача 2 группе ι – длина проводника; ι 1 = ι 2 ρ – удельное сопротивление проводника ; ρ 1 = ρ 2 S — площадь поперечного сечения проводника; S 1 > S 2 t – время протекания тока; t 1 = t 2 Сравните количества теплоты, выделяемые проводниками при тако»>

16 Решение задачи 2 группы 1.Проводники соединены последовательно, значит l 1 = l 2 = const. Q = Ult, Q = lt ( lR ), т.е Q = l 2 Rt (Q прямо пропорционально R) Значит проводник с БОЛЬШИМ сопротивлением выделит БОЛЬШЕЕ количество теплоты и наоборот) 2. R = ρι/S, (R обратно пропорционально S при прочих равных условиях) Поскольку S 1 > S 2, значит R 1 S 2, значит R 1

17 Задача 3 группе В цепь включены параллельно медная и стальная проволоки равной длины и сечения. В какой из проволок выделится большее количество теплоты за одно и то же время?

18 Решение задачи 3 группы 1.Пусть 1 проводник медный, а 2 стальной. Проводники соединены параллельно, значит U 1 = U 2 = const. Q = Ult, Q = Ut (U/ R), т.е Q = U 2 t/R (Q обратно пропорционально R) Значит проводник с МЕНЬШИМ сопротивлением выделит БОЛЬШЕЕ количество теплоты) 2. R = ρι/S, (R прямо пропорционально ρ при прочих равных условиях) Поскольку ρ 1

19 Ответьте на вопросы 1.Как изменится количество теплоты, выделяемое проводником с током, если силу тока в проводнике увеличить в 2 раза? (увеличится в 4 раза, поскольку Q = l 2 Rt, т.е. Q = (2l) 2 Rt, Q = 4l 2 Rt ) 2.2 лампы, соединённые последовательно, подключены к источнику тока. Сопротивление первой лампы меньше, чем у второй. Какая лампа будет гореть ярче при замыкании цепи? (вторая лампа, т.к. при последовательном соединении Q = l 2 Rt, ( т.е. Q

R),токи в лампах одинаковы, больше тепла выделяет и поэтому ярче горит лампа с большим сопротивлением ) 3.2 лампы, соединённые параллельно, подключены к источнику тока. Сопротивление первой лампы меньше, чем у второй. Какая лампа будет гореть ярче при замыкании цепи? (первая лампа, т.к. при параллельном соединении Q = U 2 t/R ( т.е. Q

1/ R), напряжение на лампах одинаковы. Больше тепла выделяет и поэтому ярче горит лампа с меньшим сопротивлением)

20 Применение теплового действия тока

21 Применение теплового действия тока Посмотрите видеоролик и составьте по нему 2 вопроса другим командам (желательно 1 «тонкий» и 1 «толстый») type=news&doc_id=322232

23 ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ 1 колба; 2 полость колбы (вакуумированная или наполненная газом); 3 тело накала; 4, 5 электроды (токовые вводы); 6 крючки-держатели тела накала; 7 ножка лампы; 8 внешнее звено токоввода, предохранитель; 9 корпус цоколя; 10 изолятор цоколя (стекло); 11 контакт донышка цоколя.

24 Двойная спираль (биспираль) лампы В современных лампах применяются спирали из вольфрама спирали Рабочая температура спирали градусов. Колбы ламп наполняют инертным газом (азотом, аргоном), что резко уменьшает скорость испарения вольфрама, благодаря чему увеличивается срок службы лампы и возрастает её КПД (КПД всего 5%)азотомаргоном Т. к. металлы имеют малое удельное сопротивление, для достижения необходимого сопротивления нужен длинный и тонкий проводметаллыудельное сопротивление Для уменьшения размеров тела накала ему обычно придаётся форма спирали При включении лампы протекает очень большой ток (в десять четырнадцать раз больше рабочего тока). Поэтому лампы чаще перегорают во время включения. По мере нагревания нити её сопротивление увеличивается и ток уменьшается

25 Энергосберегающие лампы Принцип действия : преобразовании электрической энергии, проходящей через нить, в световую. Строение: колба, наполненной парами ртути и аргоном пускорегулирующее устройство (стартер ) На внутреннюю поверхность колбы нанесено специальное вещество, называемое люминофор. Как это работает? Под действием высокого напряжения в лампе происходит движение электронов. Столкновение электронов с атомами ртути образует невидимое ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через люминофор, преобразуется в видимый свет.

27 Энергосбережение в быту Бытовая техникаПричина повышенного потребления электроэнергии Способ решения проблемы Электрический чайник Включенный на 10 минут и полностью наполненный водой электрический чайник мощностью 1,5 кВт/ч увеличивает энергопотребление на 0,25 кВт/ч. Каждое утро 3 миллиона чайников, включаемые как по команде, потребляют 0,75 млн кВт/ч, а в месяц — 22,5 млн кВт/ч (для сравнения, месячная выработка электроэнергии одной из крупнейших электростанций столичного региона — ГРЭС-24 — составляет 195,3 млн кВт/ч). Наливайте утром нужное для чашки чая количество воды — например, четверть чайника. В результате многократного нагревания и кипячения воды на внутренних стенках электрочайника образуется накипь, которая обладает малой теплопроводностью. Поэтому вода в таком чайнике нагревается медленно Своевременно удаляйте из электрочайника накипь

28 Электрическая плита При выборе посуды, которая не соответствуют размерам электроплиты, теряется 5-10% энергии. Посуда с искривлённым дном может привести к перерасходу электроэнергии до % Для экономии электроэнергии на электроплитах надо применять посуду без дефектов и с дном, которое равно или чуть превосходит диаметр конфорки Быстрое испарение воды удлиняет время готовки на 20-30% При приготовлении пищи желательно закрывать кастрюлю крышкой. После закипания пищи лучше перейти на низкотемпературный режим готовки Стиральная машина При неполной загрузке стиральной машины происходит перерасход электроэнергии примерно на 10-15%. При неправильной программе стирки — до 30%. Не следует пренебрегать инструкцией к стиральной машине, где изложены особенности каждого из режимов ее работы и нормативы загрузки белья

29 Осветительны е приборы При неправильном подборе осветительных приборов и использовании устаревшей электробытовой техники перерасход электроэнергии составляет до 50% Замена ламп накаливания компактными люминесцентными лампами обеспечит, по крайней мере, 4-хкратную экономию электроэнергии. Современная энергосберегающая лампа служит 10 тысяч часов, в то время как лампа накаливания — в среднем 1,5 тысячи часов, то есть в 6-7 раз меньше. Но при этом ее стоимость — примерно вдвое больше. Компактная люминесцентная лампа напряжением 11 Вт заменяет лампу накаливания напряжением в 60 Вт. Затраты окупаются менее чем за год, а служит она 3-4 года. Кроме того, не надо пренебрегать естественным освещением. Светлые шторы, светлые обои и потолок, чистые окна, умеренное количество цветов на подоконниках увеличат освещенность квартиры и офиса и сократят использование светильников

30 Холодильник Если вы поставите холодильник в комнате, где температура достигает 30 0 С, то потребление энергии удвоится Холодильник надо ставить в самое прохладное место кухни, желательно возле наружной стены, но ни в коем случае не рядом с плитой Утюг Чтобы отгладить пересушенное белье, нужен более горячий утюг, а значит, энергопотребление больше Чтобы немного сэкономить при глажке, оставляйте белье чуть-чуть недосушенным Пылесос При использовании пылесоса на треть заполненный мешок для сбора пыли ухудшает всасывание на 40%, соответственно, на эту же величину возрастает расход потребления электроэнергии Чаще опорожняйте пылесборник вашего пылесоса

31 Ответьте на вопросы 1.Из какого материала необходимо изготовлять спирали для лампочек накаливания? 2.Объясните, почему провода, подводящие ток к электрической лампочке, практически не нагреваются, в то время как нить лампочки раскаляется добела? 3.Если на волоске электролампы образуется изъян(утоньшение), то место изъяна накаляется сильнее остальной части волоска. Почему? 4.Какими свойствами должен обладать металл, из которого изготовляют спирали нагревательных элементов?

32 Верите ли вы? 2 ученых, работающих в разных странах и не знакомые друг с другом, почти одновременно сделали одно и то же открытие? Физический закон носит имена владельца пивоваренного завода и ректора Санкт-Петербургского университета? В конце 19 века Россию называли родиной света? Электрическая лампа чаще перегорает в момент замыкания тока и очень редко в момент размыкания? Наибольший расход электроэнергии в наших квартирах приходится на освещение? И это действительно так!

33 Создайте свой Синквейн 1. название темы одним словом, 2. два прилагательных, характеризующих тему 3. три глагола, описывающие самое важное в теме 4. словосочетание из 4х слов, показывающее отношение к теме 5. резюме (краткий вывод) Ток Необходимый, опасный Движет, нагревает, убивает Мы все его заложники Ток есть — есть контакт!

34 Д.З. §53,54, упр. 27, задание 8 – по желанию. Спасибо за сотрудничество!

Работа и мощность электрического тока. Тепловое действие электрического тока, закон Джоуля – Ленца

Раздел долгосрочного плана:

8.3.В. Постоянный ток

ФИО учителя:Джакашев Ж

Количество присутствующих:

отсутствующих:

Работа и мощность электрического тока .

Тепловое действие электрического тока, закон Джоуля – Ленца Практический урок №21 «решение задач»

Цели обучения, которые достигаются на данном уроке (ссылка на учебную программу)

применять формулы работы и мощности постоянного тока, представляя их единицы измерения через основные единицы СИ.

— применять формулы работы и мощности тока при решении задач различной степени сложности;

— экспериментально определять работу и мощность элемента электрической цепи путем измерений;

— представлять единицы измерения работы и мощности через основные единицы;

— обосновать связь между работой и мощностью электрического тока и внесистемной единицей работы (кВт×ч).

Критерии оценивания

Учащийся достиг цели обучения, если:

— применяет формулу работы и мощности тока при решении задач;

— производит математические расчеты работы и мощности, переводит значения данных величин в СИ;

— объясняет и анализируетработу электробытовых приборов, используя понятие мощности;

— формулирует выводы при решении типовых и экспериментальных задач.

Языковые цели

Предметная лексика и терминология:

Постоянный ток, мощность, работа, сила тока, сопротивление, напряжение, сила тока, единицы измерения – Ватт, Джоуль, Ампер, Вольт, Ом.

— анализировать формулы мощности постоянного тока;

— сравнивать работу электробытовых приборов через значения мощности ;

— обсуждать результаты вычислений.

Привитие ценностей

Сотрудничество

— учитель создает благоприятную, доброжелательную атмосферу для взаимодействия;

— взаимодействие учащихся друг с другом и с учителем осуществляется на протяжении всех этапов урока;

— учитель и ученики совместно достигают цели урока и обсуждают результаты взаимодействия.

Обучение на протяжении всей жизни

— Учитель предоставляет возможность учащимся решать проблемы.

— Соблюдает преемственность в изучении тем, разделов, учебной программы.

Межпредметные связи

Математика — простые расчеты, нахождение неизвестной величины, преобразование формул при выводе неизвестной величины.

Навыки использования ИКТ

— интерактивная доска, ноутбуки

Предварительные знания

Формула силы тока, напряжения, работы постоянного тока,закона Ома, единицы измерения физических величин

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Вызов: Все мы пользуемся различными электрическими приборами. Например, для отопления помещений, используют обогреватели. А чем они отличаются? Чем мы будем руководствоваться при покупке такого электрического прибора? (цвет, дизайн, цена, мощность прибора). Выслушиваются варианты ответов.

Ответ: Первый обогреватель стоит ровно столько же, сколько стоят два дешевых. Значит, наш выбор должен быть основан только на технических характеристиках обогревателей. Обогреватель нам нужен, чтобы нагреть воздух в комнате до определенной температуры. Как только мы чувствуем, что достигнутая температура для нас комфортна, мы выключаем обогреватель. На нагревание одного и того же вещества той же массы на одинаковое количество градусов, требуется одно и то же количество энергии. Следовательно, независимо от мощности, обогреватели потребят одно и то же количество энергии из сети. Значит, сэкономить на потреблении электроэнергии не удастся. От мощности, будет зависеть скорость нагревания.

Целеполагание: совместное обсуждение целей урока и критериев оценивания. Давайте вместе выведем формулы, по которой рассчитывают работу и мощность постоянного тока.

Изучение темы урока

Вывод формулы расчета работы электрического тока.

— Что происходит при перемещении заряда в электрическом поле? (совершается работа)

— Как можно ее определить?

q – количество электричества, протекающего через проводник в единицу времени

На основе полученной формулы дайте определение работы.

Используя закон Ома для участка цепи, получите эквивалентные формулы для определения работы.

Вывод формулы расчета мощности электрического тока.

Тепловое действие электрического тока закон джоуля ленца это

Рассмотрим произвольный участок цепи постоянного тока, к концам которого приложено напряжение U . За время t через каждое сечение проводника проходит заряд:

Это равносильно тому, что заряд I · t переносится за время t из одного конца проводника в другой. При этом силы электростатического поля и сторонние силы, действующие на данном участке, совершают работу:

В случае, когда проводник неподвижен и химических превращений в нём не совершается, работа тока затрачивается на увеличение внутренней энергии проводника, в результате чего проводник нагревается. При протекании тока в проводнике выделяется тепло:

.

Это соотношение было установлено Джоулем и, независимо от него, Ленцем и носит название закона Джоуля-Ленца (интегральная форма).

Если сила тока изменяется со временем, то количество тепла, выделяющееся за время t , вычисляется по формуле:

.

От формулы, определяющей тепло, выделившееся во всём проводнике, можно перейти к выражению, характеризующему выделение тепла в различных местах проводника. Удельной мощностью тока w называется количество тепла, выделившееся в единице объёма проводника за единицу времени:

.

Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме — удельная мощность тока равна скалярному произведению векторов плотности тока и напряженности электрического поля:

,

где s — удельная проводимость;

r — удельное сопротивление среды.

Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме носит совершенно общий характер, т. е. не зависит от природы сил, возбуждающих электрический ток. Закон Джоуля-Ленца, как показывает опыт, справедлив и для электролитов и для полупроводников.

Тепловое действие тока находит широкое применение в технике. В1873 г. русский инженер А. Н. Лодыгин (1847-1923) впервые использовал тепловое действие тока для устройства электрического освещения (лампа накаливания). На нагревании проводников электрическим током основано действие электрических муфельных печей, электрической дуги (открыта в 1802 русским инженером В. В. Петровым (1761-1834)), контактной электросварки, бытовых электронагревательных приборов и т. д.

В качестве примера технической реализации явления Джоуля-Ленца на рис. 1 изображена лампочка накаливания.

1. Трофимова Т.И. Курс физики.- М.: Высшая школа, 1990.

2. Савельев И.В. Курс общей физики.- М.: Наука, 1978.- Т.2.

Закон Джоуля-Ленца: определение, практическое значение

Содержание

1. Закон Джоуля-Ленца
2. Применение закона Джоуля-Ленца

Закон Джоуля-Ленца был открыт в 1841 и 1842 году двумя учеными Джеймсом Джоулем и Эмилием Ленцем. Ленц опубликовал результаты своей работы в 1842 году, на год позже Джоуля, но его эксперименты были более точными и вывод из опытов он вывел раньше.

Закон Джоуля-Ленца

Закон Джоуля-Ленца определяет количество теплоты, выделяющейся в проводнике, обладающим сопротивлением за время t, при прохождении через него электрического тока.

Q = a*I*2R*t, где
Q — колическтво выделяемой теплоты (в Джоулях)
a — коэффициент пропорциональности
I — сила тока ( в Амперах)
R — Сопротивление проводника (в Омах)
t — Время прохождения (в секундах)

Закон Джоуля-Ленца объясняет, что электрический ток — это заряд, который перемещается под действием электрического поля. При этом поле совершает работу, а ток обладает мощностью и выделяется энергия. Когда эта энергия проходит по неподвижному металлическому проводнику, то она становится тепловой, так как направлена на нагревание проводника.

В дифференциальной форме закон Джоуля-Ленца выражается как объемная плотность тепловой мощности тока в проводнике будет равна произведению удельной электрической проводимости на квадрат напряженности электрического поля.

Применение закона Джоуля-Ленца

Лампы накаливания были придуманы в 1873 году русским инженером Лодыгиным. В лампах накаливания, как и в электронагревательных приборах, применяется закон Джоуля-Ленца. В них используют нагревательный элемент, который является проводником с высоким сопротивлением. За счет этого элемента можно добиться локализованного выделения тепла на участке. Выделение тепла будет появляться при повышении сопротивления, увеличении длины проводника, выбором определенного сплава.

Одной из областей применения закона Джоуля-Ленца является снижение потерь энергии.
Тепловое действие силы тока ведет к потерям энергии. При передаче электроэнергии, передаваемая мощность линейно зависит от напряжения и силы тока, а сила нагрева зависит от силы тока квадратично, поэтому если повышать напряжение, при этом понижая силу тока перед подачей электроэнергии, то это будет более выгодно. Но повышение напряжения ведетк снижению электробезопасности. Для повышения уровня электробезопасности повышают сопротивление нагрузки соответственно повышению напряжения в сети.

Также закон Джоуля-Ленца влияет на выбор проводов для цепей. При неправильном подборе проводов возможен сильный нагрев проводника,а так же его возгорание. Это происходит когда сила тока превышает предельно допустимые значения и выделяется слишком много энергии. При правильном подборе проводов для электрических цепей стоит следовать нормативным документам.