Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Приведите пример теплового действия электрического тока

Действия электрического тока

Содержимое разработки

Конспект урока физики в 8 классе.

Учитель МБОУ Новосельской СОШ Ковалёва Мария Михайловна.

Тема: Действия электрического тока.

Тип урока: урок усвоения новых знаний (урок — исследование, урок изучения нового материала с элементами групповой и исследовательской работы)

образовательная: экспериментально установить действия электрического

тока и выяснить его практическое применение;

воспитательная: формирование познавательного интереса к физике; поло-

жительной мотивации к учению,коммуникативные умения;

воспитание толерантного отношения друг к другу;

развивающая: развитие навыков логического мышления;

овладению методами научного исследования, обоснования

своих высказываний; развитие политехнических знаний и

умений, элементов творчества, умения пользоваться

языком физики и применять знания в новой обстановке.

Оборудование: источник тока – 3 шт., ключи – 3 шт., нагревательный элемент – спираль 1шт, соединительные провода, моток – катушка, лампа на подставке – 1 шт., большой гвоздь, скрепки, компас, стакан с водой, стакан с раствором сульфата меди (СuSO4), две пластины – электроды, штатив с муфтой и лапкой, магнит дугообразный,

Организационный момент: (1 мин.)

Здравствуйте! Я очень рада видеть вас!

Ребята! У китайского народа есть пословица:

«Человек может стать умным тремя путями: путем подражания – это самый легкий путь, путем опыта – это самый трудный путь и путем размышления – это самый благородный путь».

И пусть сегодня на уроке каждый из вас выберет свой путь к знанию!

А за свои знания вы будите получать «электроны», которые к концу урока превратятся в оценки.

Мотивация: (2 мин)

отгадайте загадку: Он бежит по проводам

В каждом доме он желан

Но не вздумай с ним шутить,

Может он поколотить.

— А что такое электрический ток?

(Упорядоченное движение заряженных частиц)

— А какие частицы могут двигаться в металлических проводниках?

— А можно ли увидеть движение свободных электронов в проводнике?

Проблема: Так как же можно судить о наличии электрического тока?

(по его действию или проявлению)

Если в цепи течёт электрический ток, то возникают явления, связанные с действиями электрического тока. Именно по этим действиям мы судим о наличии электрического тока, ведь мы не можем непосредственно наблюдать движение заряженных частиц в проводнике. Сегодня мы попробуем в ходе исследовательской работы определить действия электрического тока.

Итак, тема нашего урока: «Действия электрического тока». Запишите в тетрадь.

Давайте, определим цели нашего урока:

— определить какие действия оказывает электрический ток;

— выяснить, где и как применяются действия электрического тока;

— узнать действия тока на человека.

У каждого из вас на парте лежит карта, где вы будите фиксировать результаты вашей деятельности на уроке

Работа в группах

III. Актуализация опорных знаний и умений: (3 мин)

Итак, наша задача – выяснить каковы действия электрического тока. Но, прежде всего, необходимо установить, что мы уже знаем о нем.

Задание: Закончите высказывание. (Блиц –опрос)

1. Проводники отличаются от непроводников наличием свободных… (заряженных частиц)

2. В узлах кристаллической решетки металла расположены…

3. Когда говорят о скорости распространения электрического тока, то имеют в виду скорость распространения по проводнику…

4. За направление электрического тока условно приняли то направление, по которому движутся в проводнике…

5. Носителями заряда в водных растворах являются…

(положительные и отрицательные ионы)

НА ЭТОМ ЭТАПЕ – САМОПРОВЕРКА: один правильный ответ – 1 балл. Количество баллов вписывается каждым учащимся в свою карту.

У кого 5 баллов? А у кого 4 балла? Есть такие, которые набрали 3 балла и меньше? Если есть – давайте выявим причины.

IV. Усвоение новых знаний. Исследовательская работа (20 мин)

А теперь перейдем к основной части нашего урока.

«Разбейтесь» на небольшие группы по 4 человека, выбрали руководителя группы. Каждая группа получает свое задание.

Группа №1. Изучает тепловое действие тока. (Группа Межулёва Кости)

Группа №2. Изучает химическое действие тока. (Группа Прищеп Юлии)

Это действие тока используется для покрытия металлов защитным слоем (никелирование, хромирование, золочение) для получения чистых металлов.

Химическое действие тока было известно уже во второй половине ХVIII века. В Италии Бекариа с помощью электрического разряда получил чистый цинк из оксида цинка, англичанин Пристли выделил водород из спирта.

Группа №3. Изучает магнитное действие электрического тока.

(Группа Справцевой Ирины)

Группа №4. Изучает физиологическое действие электрического тока.

Читайте так же:
Тепловой эффект от вихревых токов

Учащимся предлагается ознакомиться с небольшой информацией о действии электрического тока на человека (информация – на отдельных листах остается у учащихся в качестве подарка).

Физиологическое действие электрического тока.

«Тело человека является проводником. Проходя по нему, электрический ток может вызвать повреждение жизненно важных органов, а иногда и смерть человека.

Тяжесть поражения током зависит от силы тока, прошедшего через человека, характера тока (является ли он постоянным или переменным, т.е. изменяющимся по величине и направлению), продолжительности его действия, а также от того, по какому пути внутри человека он шел. Наибольшую опасность представляет прохождения тока через мозг и те нервные центры, которые контролируют дыхание и сердцебиение человека.

Наиболее чувствительными к току являются такие участки тела, как кожа лица, шеи и тыльной стороны ладоней.

Опасность поражения током требует обязательного соблюдения правил безопасного труда при работе с электрическими цепями.

Однако действие электрического тока на человеческий организм может быть не только отрицательным, но и положительным. Это используется в медицине. Например, при радикулите, невралгии и некоторых других заболеваниях применяют гальванизацию: приложив к пациенту электроды, пропускают через него слабый постоянный ток. Это оказывает болеутоляющий эффект, улучшает кровообращение и т.д.

Кратковременные высоковольтные электрические разряды через сердце помогают иногда предотвратить смерть пациента при тяжелом нарушении сердечной деятельности».

Физиологическое действие электрического тока.

«Тело человека является проводником. Проходя по нему, электрический ток может вызвать повреждение жизненно важных органов, а иногда и смерть человека.

Тяжесть поражения током зависит от силы тока, прошедшего через человека, характера тока (является ли он постоянным или переменным, т.е. изменяющимся по величине и направлению), продолжительности его действия, а также от того, по какому пути внутри человека он шел. Наибольшую опасность представляет прохождения тока через мозг и те нервные центры, которые контролируют дыхание и сердцебиение человека.

Наиболее чувствительными к току являются такие участки тела, как кожа лица, шеи и тыльной стороны ладоней.

Опасность поражения током требует обязательного соблюдения правил безопасного труда при работе с электрическими цепями.

Однако действие электрического тока на человеческий организм может быть не только отрицательным, но и положительным. Это используется в медицине. Например, при радикулите, невралгии и некоторых других заболеваниях применяют гальванизацию: приложив к пациенту электроды, пропускают через него слабый постоянный ток. Это оказывает болеутоляющий эффект, улучшает кровообращение и т.д.

Кратковременные высоковольтные электрические разряды через сердце помогают иногда предотвратить смерть пациента при тяжелом нарушении сердечной деятельности».

Подготовьте краткий отчет о результатах вашей работы.

По ходу отчетов каждой группы на доске заполняется схема:

Д ЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА.

Молодцы! Все группы справились со своим заданием!

НА ЭТОМ ЭТАПЕ – ОЦЕНИВАЕТ РАБОТУ КАЖДОГО ЧЛЕНА ГРУППЫ ЕЁ РУКОВОДИТЕЛЬ (ПО СТЕПЕНИ УЧАСТИЯ) ПО ПЯТИБАЛЛЬНОЙ СИСТЕМЕ.

V. Закрепление новых знаний. (

Тепловое действие выражается в преобразовании электрического тока в тепловую энергию. Применяется в металлургии, сельском хозяйстве (теплицы, инкубаторы, сушилки), в быту (электрокипятильники, электрочайники, плавкие предохранители и др.)

Химическое действие электрического тока выражается в явлении, называемом электролизом. Применяется для получения чистых металлов: алюминия, меди и др., для никелирования, хромирования, позолоты и др.

Магнитное действие выражается в преобразовании электрического тока в магнитную энергию. Это электрогенераторы, электродвигатели, трансформаторы, микрофоны, громкоговорители и др. Взаимодействие катушки с током и магнита используется в приборе, называемом гальванометром (демонстрация гальванометра и его обозначение на схемах)

Предлагаю проверить прочность полученных знаний.

Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов

Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов.

2. Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.

3. Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц.

4. Использование теплового действия электрического тока в устройстве инкубаторов.

Современный мир уже немыслимо представить без электричества. Электрический ток используется человеком повсеместно. Бытовые электроприборы прочно заняли свое место в жилище человека, в промышленности, на транспорте и различных учреждениях тоже нельзя обойтись без использования электричества.

Однако сельские жители, особенно пожилого возраста по-прежнему продолжают относиться осторожно к использованию электрического тока.

Цель доклада: Показать, как можно использовать электрический ток для нужд сельского хозяйства.

Подобрать литературу по теме доклада

Анализ и обобщение источников литературы

Читайте так же:
Действие электрического тока тепловое химическое магнитное биологическое

Выступление с докладом перед аудиторией.

Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.

При прохождении электрического тока по проводнику в результате столкновений свободных электронов с его атомами и ионами проводник нагревается.
Количество тепла, выделяемого в проводнике при прохождении электрического тока, определяется законом Джоуля — Ленца. Его формулируют следующим образом. Количество выделенного тепла Q равно произведению квадрата силы тока I2, сопротивления проводника R и времени t прохождения тока через проводник:

Количество тепла, выделяющегося в проводе, пропорционально объему провода и приращению температуры, а скорость отдачи тепла в окружающее пространство пропорциональна разности температур провода и окружающей среды.

В первое время после включения цепи разность температур провода и окружающей среды мала. Только небольшая часть тепла, выделяемого током, рассеивается в окружающую среду, а большая часть тепла остается в проводе и идет на его нагревание. Этим объясняется быстрый рост температуры провода в начальной стадии нагрева.

По мере увеличения температуры провода растет разность температур провода и окружающей среды, увеличивается количество тепла, отдаваемое проводом. В связи с этим рост температуры провода все более замедляется. Наконец, при некоторой температуре устанавливается тепловое равновесие: за одинаковое время количество теплоты выделяющегося в проводе становится равным количеству теплоты выделяющемуся во внешнюю среду.

При дальнейшем прохождении неизменяющегося тока температура провода не изменяется и называется установившейся температурой.

Превращение электрической энергии в тепловую нашло широкое применение в технике и быту. Оно происходит, например, в различных производственных и бытовых электронагревательных приборах (электрических печах, электроплитах, электрических паяльниках и пр.), в электрических лампах накаливания, аппаратах для электрической сварки и пр.

Рассмотрим способы применения теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов.

Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц.

Теплица — тип садового парника, отличающийся размерами.

Представляет собой защитное сооружение. Применяется для выращивания ранней рассады (капусты, томатов, огурцов, цветов сеянцев, укоренения черенков или доращивания горшечных растений), для последующего высаживания в открытый грунт. В отличие от парника, теплица из-за своих размеров, позволяет организовать весь цикл выращивания той или иной культуры в закрытом грунте.

Размеры теплиц варьируются от 2 м до 6 м в длину и от 2 м до 3 м в ширину. Оптимальными размерами теплицы рекомендуются 2,5 х 2 м. Если в теплице планируют устроить полки вдоль обеих сторон, выбирают размер 3 х 2,5 м.

В зависимости от вида овощей оптимальная температура в теплице должна составлять днем 16-25°С, а ночью на 4-8°С меньше, чем днем. Высокая температура по ночам и в пасмурные дни провоцирует слишком быстрый рост зеленой массы растения, что приводит к снижению урожайности и качества плодов.

Недорогим и эффективным способом обогрева теплиц и парников следует считать электрический.

Наиболее простыми в использовании являются переносные тепловентиляторы (обогреватели). Некоторые типы электрических нагревателей для теплиц могут работать в режиме циркуляции: нагнетать воздух, не грея его. Эта функция полезна для улучшения микроклимата теплицы в жаркую погоду. Тепловентиляторы рекомендуется устанавливать под стеллажами с высаженными растениями.

Вторым из существующих способов обогрева теплиц, — кабельный обогрев грунта теплиц. Для обогрева грунта теплиц используется кабель с изоляцией из полипропилена, бронёй в виде оплётки из стальных оцинкованных проволок и оболочкой из изолирующего материала, диаметр наружный 6 мм, радиус изгиба 35 мм.

Для обеспечения оптимальной температуры почвы требуется мощность 75-100 Вт/м2. Мощность нагревательного кабеля или ленты не должна превышать 20 Вт/м. Для регулирования температуры нужно использовать терморегуляторы, так как оптимальная температура почвы для растений меняется от 15 до 250С, а для торфяных горшочков и грядок с рассадой — 300С.

Третьим способом обогрева с помощью теплового действия электрического тока можно считать применение в теплицах инфракрасных потолочных обогревателей. Небольшого размера, они не занимают полезную площадь (стены, пол теплицы), потому что крепятся на потолке. Применение инфракрасных обогревателей позволяет создавать в теплице разные температурные зоны. Это удобно, в том случае, если в теплице находятся растения привыкшие к разным температурным условиям (растения из разных климатических поясов).При помощи особого принципа обогрева, потолочные ИК обогреватели прогревают сначала землю (почву), а уже потом окружающий воздух. По сути, такой принцип обогрева является подобием естественного процесса «обогрева» нашей планеты солнцем. Инфракрасные обогреватели излучают инфракрасное тепло, прогревающее поверхность грунта, а уже после прогрева грунта тепло передается окружающему воздуху. Если ты скачал этот доклад и даже его не прочитал, то получишь два. С помощью термостата инфракрасный обогреватель отключается, когда воздух нагревается в теплице до заданной температуры. Таким образом, поддерживается постоянная температура. Помимо этого, происходит дополнительная экономия энергии.

Читайте так же:
Работа мощность количество теплоты электрического тока формула

Для теплиц подойдет и водяное отопление, работающее от электричества. Водяное отопление, пожалуй, наиболее выгодно для обогрева теплиц. В бойлере нагревается вода, а затем циркуляционным насосом перекачивается в пластиковые трубы. Трубы водяного отопления можно проложить между растениями или вдоль внешних стенок теплицы.

Использование теплового действия электрического тока в устройстве инкубаторов.

Инкуба́тор (от латинского incubo, — высиживаю птенцов) — аппарат для искусственного вывода молодняка сельскохозяйственной птицы из яиц.

Простейшие инкубаторы обычно представляют собой специальные помещения, утеплённые бочки, печи и др. — ещё с древних времён были распространены в южных странах. Более 3000 лет назад в Египте уже строили инкубаторы для цыплят. Чтобы обогреть инкубатор, сжигали солому и, не имея измерительных приборов, поддерживали нужный режим на глаз. Инкубаторы использовавшиеся в СССР в 1970-е годы были «кабинетные» и «шкафные», последние были более известны. Эти инкубаторы — сложные устройства, где поддержание необходимой температуры и влажности воздуха, воздухообмен и поворачивание яиц, то есть весь процесс инкубации, происходит автоматически. Обогрев в каждом шкафу осуществляется четырьмя электронагревателями по 0,5 кВт каждый, включенными попарно в две ступени мощности. Управление включением и выключением нагревателей производят реле температуры мембранного типа, действующие независимо на каждую пару нагревателей. Реле замыкают свои контакты, когда температура в шкафу становится ниже соответственно 37,7 и 37,4 °С. При этом срабатывают промежуточные реле, включая одну, а затем и другую ступени нагрева. Отключаются нагреватели в обратном порядке. Включение всех четырех нагревателей обычно становится необходимым лишь при форсировании разогрева, например после закладки яиц. Чтобы поддерживать необходимую температуру, в обычных условиях достаточно двух нагревателей.

Для предохранения шкафа от перегрева установлено третье температурное реле, которое настраивается на температуру 37,9 °С. Если температура в шкафу превышает это значение, регулятор температуры размыкает цепь питания реле, которое одним контактом отключает цепи питания реле, а другим — включает питание соленоида охлаждения. Соленоид открывает заслонки вентиляционных окон, и свежий воздух засасывается вентилятором в шкаф.

С помощью вентиляторов поддерживается надлежащий температурный режим, выравнивается температура по всему объему шкафа, подается свежий воздух к лоткам с яйцами. Вентилятор работает непрерывно, если дверь шкафа закрыта. При открывании двери блокировочный выключатель размыкает свои контакты, обесточивая промежуточное реле, которое своими контактами отключает электродвигатель вентилятора. Этим предотвращается возможность переохлаждения яиц наружным воздухом.

Управление системой увлажнения осуществляется реле увлажнения, представляющим собой упруго натянутую вискозную ленту, которая имеет свойство заметно изменять свои размеры в зависимости от влажности воздуха. С понижением влажности лента укорачивается и, нажимая через упор на микро-выключатель, подает питание в соленоид увлажнения, который открывает кран подачи воды внутрь шкафа. Вода поступает каплями в сеточный испаритель на валу вентилятора и разносится им по всему шкафу.

Для домашнего разведения птенцов можно сделать самодельный инкубатор, используя тепловое действие электрического тока. В этом случае электрическая схема инкубатора будет состоять из терморегулятора, электронного термометра, таймера поворотного механизма и блока питания. Блок управления находящийся вне инкубатора, соединяется с ним гибким кабелем. Внутри инкубатора находятся:

вентилятор для принудительного циркулирования нагретого воздуха,

двигатель поворотного механизма с редуктором для наклона лотков с яйцами,

датчики температуры терморегулятора и термометра.

Для нагревания воздуха в инкубаторе оптимально использовать два сопротивления мощностью 25 Вт, для перемешивания воздуха нужно использовать вентилятор. Для наблюдения за процессом выведения цыплят устанавливается лампа подсветки мощностью 10. 20 Вт.

Правильное расположение нагревательных элементов в инкубаторе крайне важно для увеличения процента вывода цыплят. В разных конструкциях инкубаторов нагреватели располагают над лотками, под лотками или сбоку по периметру инкубатора. Однако наиболее равномерное распределение температуры по площади лотка получается при подогреве сверху. В этом случае максимальна и теплоотдача, поскольку теплый воздух не успевает перемешаться с поступающим через вентиляционные отверстия холодным воздухом. Расстояние от нагревательных элементов до яиц зависит от типа нагревателей. Если в качестве нагревателей использовать электрические лампы накаливания, которые являются точечным источником тепла, минимальное расстояние от ламп до лотка должно быть не менее 25 см. Если же нагревателем является спираль из нихромовой проволоки, залитая гипсом, то такой нагреватель можно расположить на расстоянии 10 см от лотка.

Читайте так же:
Автоматический выключатель с тепловым расцепителем iek

Для инкубатора на 50 яиц суммарная мощность нагревателя должна составлять 80 Ватт. При этом лампочки накаливания желательно выбирать наименьшей мощности, тогда инкубатор будет обогреваться более равномерно. Например, для инкубатора на 50 яиц предпочтительнее использовать 3 лампочки по 25 Вт, чем две — по 40 Вт. Для повышения надежности ламп их можно соединить последовательно. Тогда напряжение на каждой из ламп будет в 2 раза ниже сетевого, соответственно, и мощность ламп окажется в два раза ниже их паспортной мощности. Поэтому при параллельно — последовательном соединении количество ламп удваивается.

Электрические лампы накаливания являются хорошим нагревательным элементом для домашнего инкубатора, поскольку не только позволяют точно поддерживать температуру, но и являются электробезопасными обогревателями.

Электрический ток, проходя по проводам, совершает различные действия. Наиболее используемым действием электрического тока является тепловое.

Тепловое действие широко используется человеком, в том числе его можно использовать для нужд сельского хозяйства при выращивании растений, овощей и для промышленного и домашнего разведения птенцов в инкубаторах

Применение явления теплового действия электрического тока в электротехнике

Явление теплового действия тока положено в основу конструкции следующих электрических устройств:

– электрических ламп накаливания;

– электронагревательных устройств (электроутюгов, электроплит, электрокипятильников и других);

– плавких предохранителей для защиты электрических сетей от коротких замыканий.

Задание логически-понятийного характера 1

Проанализируем две заряженные частицы – протон и электрон. Для этого необходимо ответить на вопросы, приведенные в таблице 1а, взяв правильные ответы из таблицы 1б.

Таблица 1а

№ п/пВопрос, заданиеНомер правильного ответа
Каким общим понятием можно объединить протон и электрон?
Какие имеются между протоном и электроном признаки сходства?
Какой главный признак сходства между протоном и электроном?
Как обосновать главный признак сходства между протоном и электроном?
Какие имеются между протоном и электроном признаки различия?
Какой главный признак различия между протоном и электроном?
Как обосновать главный признак различия между протоном и электроном?
Каким путём взаимодействуют протон и электрон с другими заряженными частицами?

Sнечёт. – Sчёт. = –46.

Таблица 1б

Номер правильного ответаПравильный ответ
Электрические поля отличаются.
Заряды противоположного знака.
Величины зарядов одинаковы.
Находятся в разных частях атома.
Имеют заряды.
Имеют разную массу.
Взаимодействуют с другими заряженными частицами.
Посредством электрического поля.
Скалярная величина
Заряженная частица.
Отталкиваются при взаимодействии с однородными частицами.
Притягиваются при взаимодействии с неоднородными частицами.
Значение силы взаимодействия с однородными и неоднородными заряженными частицами одинаково при одной и той же величине зарядов этих частиц.
Имеют наименьший заряд.

Задание логически-понятийного характера 2

Г
+
ЛО
Рис.1

К источнику электрической энергии, в качестве которого используется машинный генератор Г, подключена осветительная лампа ЛО (рис.1).

Проанализируем генератор и осветительную лампу. Для этого необходимо ответить на вопросы, приведенные в таблице 2а, взяв правильные ответы из таблицы 2б.

Таблица 2а

№ п/пВопрос, заданиеНомер правильного ответа
Каким общим понятием можно объединить генератор и осветительную лампу?
Какие имеются между генератором и осветительной лампой признаки сходства?
Какой главный признак сходства между генератором и осветительной лампой?
Как обосновать главный признак сходства между генератором и осветительной лампой?
Какие имеются между генератором и осветительной лампой признаки различия?
Какой главный признак различия между генератором и осветительной лампой?
Как обосновать главный признак различия между генератором и осветительной лампой?
Каким путём взаимодействуют между собой генератор и осветительная лампа?
Что является первичным в преобразовании энергии, генератор или осветительная лампа?

Sнечёт. – Sчёт. = –20.

Таблица 2б

Номер правильного ответаПравильный ответ
Одинаковые мощности.
Разные направления электрического тока.
Это их назначение.
Одинаковые количества преобразованной энергии.
Одинаковые силы токов.
Разное преобразование энергии.
Элемент цепи.
Одинаковые напряжения.
Преобразователи энергии.
Путём изменения напряжения генератора.
Генератор.
Имеются свободные заряженные частицы.

Комплексная задача

К источнику электрической энергии, подключен электрический провод с удельным электрическим сопротивлением, равным , длина провода равна , площадь поперечного сечения провода равна . При протекании электрического тока в проводе сторонние силы источника переносят электроны, пришедшие на положительный полюс источника, на отрицательный полюс. При переносе заряда источник совершает работу, равную .

Читайте так же:
Тепловоз с передачей переменно постоянного тока

Определить количество тепловой энергии, которое выделится в проводе за 1000 с.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Работа электрического тока: что это такое, формулы, примеры задач

В этой статье я объясню, что такое работа электрического тока, какие единицы измерения для нее используются и какие важные формулы необходимо знать.

Что такое работа электрического тока?

Давайте рассмотрим обычную батарейку. По сути, батарейка преобразует химическую энергию в электрическую энергию электронов. Если теперь подключить её в электрическую цепь, то электроны могут совершать работу, используя свою электрическую энергию, например, зажигать лампочку.

Если вы хотите узнать, сколько электрической энергии было преобразовано в другой вид энергии, то вам нужно рассчитать работу электрического тока.

Определение понятия «электрическая работа» и её единицы измерения.

Работа электрического тока [A] позволяет определить, сколько электрической энергии было или может быть преобразовано в другие виды энергии.

Когда вы рассчитываете работу электрического тока, вы знаете, сколько электрической энергии было преобразовано в другие формы энергии. А уже какие другие формы энергии могут быть — это зависит от ситуации (несколько примеров в списке ниже):

  • Ваш тостер преобразует электрическую энергию в тепловую;
  • Когда вы включаете лампочку, электрическая энергия преобразуется в световую;
  • Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую.

Единицей измерения работы электрического тока в СИ является Джоуль [Дж], также часто используется в качестве единицы измерения Ватт-секунда [Вт·с]. Один джоуль всегда соответствует одной ватт-секунде. То есть 1 Дж = 1 Вт·с .

Другой важной единицей измерения является киловатт-час [кВт·ч]. Один киловатт-час равен 3 600 000 ватт-секунд или джоулей.

1 кВт·ч = 1 * 10 3 Вт·ч = 1 * 10 3 * 3600 Вт·с = 3,6 * 10 6 Вт·с = 3,6 * 10 6 Дж.

Полезный факт: а вы знали, что именно электрическую работу измеряют электросчётчики установленные в наших домах и квартирах! Электросчётчики измеряют работу электрического тока в кВт·ч.

По какой формуле вычисляется работа электрического тока?

Если вы на каком-либо участке электрической цепи под действием электрического напряжения U привели в движение заряд q, то вы можете рассчитать электрическую работу A как напряжение U, приложенное на концах этого участка цепи, умноженное на электрический заряд q, который прошёл по нему, то есть: A = U * q .

Зная, что электрический заряд, прошедший по участку цепи, можно определить, измерив силу тока и время его прохождения: q = I * t. Тогда электрическую работу A [Дж] можно определить как напряжение U [В], умноженное на силу тока I [А] и умноженное на время t [с], то есть: A = U * I * q .

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

Чуть ниже в статье мы разберем два практических примера, которые покажут применение данных формул. Однако перед этим мы кратко рассмотрим еще несколько важных формул.

Примечание: Вы обязательно должны запомнить первые две формулы. Следующие ниже формулы менее важны, но могут быть полезны для вас при решении тех или иных задач.

Другие формулы для определения работы электрического тока.

Закон Ома для участка цепи связывает напряжение U и ток I. Это позволяет нам рассчитать электрическую работу A другим способом.

Итак, согласно закона Ома, U = I * R или I = U / R , где R — это электрическое сопротивление.

Тогда вы можете подставить эти формулы в A = U * I * t. В итоге получатся другие формулы для нахождения работы электрического тока:

  • A = I 2 * R * t ;
  • A = (U 2 * t ) / R .

Примеры задач

У вас есть батарея, подающая постоянное напряжение 12 В и ток 2,3 А. Вы используете эту батарею для освещения лампочки в течение 1 часа. Теперь вы хотите знать, какая работа электрического тока была произведена.

Мы знаем формулу для определения работы электрического тока: A = U * I * q, тогда получаем:

A = 12 В * 2,3 А * 1 ч = 27,6 Вт·ч .

Чтобы дать вам представление о единицах измерения, давайте переведем результат в ватт-секунды и джоули

27,6 Вт·ч = 27,6 * 3600 Вт·с = 99360 Вт·с = 99360 Дж.

У вас есть батарейка с напряжением 5 В. Эта батарейка совершает электрическую работу в 10*10 -2 Вт·с. Нам нужно рассчитать рассчитать количество электрического заряда q, перемещенного между полюсами батареи.

Мы знаем формулу для определения работы электрического тока: A = U * q, тогда q = A / U. Подставляя значения в формулу получаем:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector