Sfera-perm.ru

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

Тепловое действие тока рисунок схема

Тепловое действие тока рисунок схема

Азбука физики

Научные игрушки

Простые опыты

Этюды об ученых

Решение задач

Презентации

Книги по физике
Умные книжки

Есть вопросик?

Его величество.

Музеи науки.

Достижения.

Викторина по физике

Физика в кадре

Учителю

Читатели пишут

Физика 8 класс. ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Действия электрического тока — это те явления, которые вызывает электрический ток.
По этим явлениям можно судить «есть» или «нет» в электрической цепи ток.

Тепловое действие тока.

— электрический ток вызывает разогревание металлических проводников (вплоть до свечения).

Химическое действие тока.

— при прохождении электрического тока через электролит возможно выделение веществ,
содержащихся в растворе, на электродах..
— наблюдается в жидких проводниках.

Магнитное действие тока.

— проводник с током приобретает магнитные свойства.
— наблюдается при наличии электрического тока в любых проводниках (твердых, жидких, газообразных).

А СМОЖЕШЬ ЛИ ТЫ СООБРАЗИТЬ ?

Открытие физика Араго в 1820 г. заключалось в следующем: когда тонкая медная проволока,
соединенная с источником тока, погружалась в железные опилки, то они приставали к ней.
Объясните это явление.

В коробке перемешаны медные винты и железные шурупы.
Каким образом можно быстро рассортировать их, имея аккумулятор, достаточно длинный
медный изолированный провод и железный стержень?

ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА.

Физиологическое действие тока на ранней стадии развития науки об электричестве было единственным,
о котором было известно ученым, и было основано на собственных ощущениях экспериментаторов.

Одним из первых, кто ощутил на себе действие тока, был голландский физик П.Мушенбрук,
живший в 18 веке. Получив удар током он заявил, что «не согласился бы подвергнуться
ещё раз такому испытанию даже за королевский трон Франции.»

Электрический ток вызывает изменения в нервной системе, выражающиеся в ее раздражении
или параличе. При воздействии электрического тока возникают судорожные спазмы мышц.
Принято говорить, что электрический ток человека «держит»: пострадавший не в состоянии
выпустить из рук предмет — источник электричества.
___

При поражении достаточно сильным электрическим током происходит
судорожный спазм диафрагмы — главной дыхательной мышцы в организме — и сердца.
Это вызывает моментальную остановку дыхания и сердечной деятельности. Действие электрического тока на мозг вызывает потерю сознания. Соприкасаясь с телом человека, электрический ток
оказывает также тепловое действие, причем в месте контакта возникают ожоги III степени.
___

Постоянный ток менее опасен, чем переменный в электросети, который даже под напряжением 220В может вызвать очень тяжелое поражение организма. Действие электрического тока на человека усиливается при наличии промокшей обуви, мокрых рук, которым свойственна
повышенная электропроводность.

Химическое действие тока примеры в технике

На главную

§ 27. Химическое действие электрического тока

Растворы солей и кислот в воде или в каком-либо другом растворителе проводят электрический ток и называются электролитами или проводниками второго рода в отличие от металлических проводников, называемых проводниками первого рода. Электрический ток может проходить через среды, имеющие электрически заряженные частицы, обладающие способностью перемещаться. При растворении солей и кислот в воде или в каком-либо ином растворителе (этиловый спирт, бензин, бензол и др.) часть молекул распадается на две части, называемые ионами

, причем одна часть имеет положительный, другая — отрицательный заряд. Таким образом, в отличие от металлических проводников, где переносчиками электричества являются электроны, в электролитах ими служат ионы. Ионы могут быть простыми и сложными. Простой ион образован одним атомом вещества. Ионы, состоящие из нескольких атомов, называются сложными. Распад химических соединений на ионы под действием растворителя называется
электролитической диссоциацией
и выражается обычными химическими уравнениями, в левой части которых помещаются химические символы распадающихся веществ, а в правой — образующиеся из этих веществ ионы. Например, уравнение диссоциации поваренной соли (хлористого натрия) записывается следующим образом:

Читайте так же:
Автоматические выключатели выбирают по току теплового расцепителя

Если в сосуд с электролитом погрузить две металлические пластины, называемые электродами, которые при помощи проволочных проводников присоединены к зажимам источника энергии постоянного тока, то вследствие разности потенциалов между электродами через электролит будет протекать ток. Прохождение тока через электролит сопровождается химическими процессами, носящими общее название электролиза. Находящиеся в электролите ионы, притягиваясь к электродам, двигаются в противоположных направлениях: положительные ионы — к катоду, а отрицательные — к аноду. Подойдя к катоду, положительные ионы получают от него недостающие им электроны и образуют электрически нейтральные атомы. На аноде происходит обратный процесс: отрицательные ионы отдают аноду свои избыточные электроны. Например, при электролизе раствора поваренной соли на катоде отлагаются положительные ионы натрия, а на аноде — отрицательные ионы хлора (рис. 24).

В результате непрерывного перехода электронов с катода на ионы и поступления их на анод поддерживается движение электронов в проводах, соединяющих источник электрической энергии с электродами. При прохождении электрического тока через электролит на электродах выделяются определенные количества веществ, содержащихся в виде химического соединения в электролите. Зависимость выделенного вещества от силы тока устанавливается первым законом Фарадея, который сформулирован следующим образом: количество вещества, выделившегося на электродах при прохождении тока через электролит, прямо пропорционально количеству электричества, прошедшему через электролит

. При прохождении одного кулона электричества из электролита выделяется определенное весовое количество вещества, которое называется
электрохимическим эквивалентом данного вещества
. В практических расчетах для определения количества электричества удобнее пользоваться не кулонами (
к
), а ампер-часами (
а · ч
).

= 1
a · сек
, 1
а · ч
= 60 · 60 = 3600
a · сек
= 3600
к
.

Электрохимический эквивалент выражается в граммах, отнесенных к 1 а · ч

количества электричества (
Г/а · ч
), т. е. определяет весовое количество вещества, выделившегося из электролита и выраженное в граммах, при прохождении через электролит 1
а · ч
количества электричества. Обозначив через
I
неизменную силу тока, протекающего через электролит в течение
t ч
, а электрохимический эквивалент данного вещества — через
k
, определим весовое количество данного вещества
g
в граммах, выделившегося за это время:

q = k I t

Если при прохождении через меднокислый электролит тока в 1
а
в течение 1
ч
на катоде выделяется 1,186
г
меди, то при силе тока в 10
а
из такого же раствора за 10
ч
выделится 1,186 · 10 · 10 = 118,6
г
.

Наиболее широко электролиз применяется для нанесения относительно тонких покрытий одних металлов на другие (гальваностегия). Гальваностегия используется для придания изделиям декоративного вида и для защиты от коррозии. Таким способом производят золочение, серебрение, никелирование и т. д. Электролиз служит также для очистки (рафинирования) металлов, например меди. Пластины неочищенной меди, полученной путем обжига руды, опускают в качестве анодов в ванны, содержащие раствор медного купороса, подкисленный серной кислотой для повышения проводимости электролита. Катодами в этих ваннах являются тонкие медные пластины, на которых отлагается электролитическая медь, а примеси осаждаются на дно ванны. Весьма распространен электролитический способ получения едких щелочей натрия, калия и хлора, а также кислорода и водорода.
предыдущая страница

Магнитное действие тока

Медь сама по себе не притягивается к магниту. В этом можно убедиться с помощью небольшого магнита и кусочка медного провода (рис. 5а).

На рисунке 5 кусок медного провода подвешен к двум штативам с помощью тонких нитей, не проводящих электрический ток.

Однако, во время протекания электрического тока, медный проводник начинает взаимодействовать с магнитом — притягиваться, или отталкиваться от него (рис. 5б).

С магнитом взаимодействует не сам медный проводник, а ток, протекающий по этому проводнику.

Почему проводок с током взаимодействует с магнитом

Электрический ток — это большое количество электронов, бегущих по проводку от одного его края к другому краю. Электроны обладают зарядом.

Читайте так же:
Удельная теплота мощности тока

Вокруг движущихся зарядов возникает магнитное поле. Благодаря этому проводок с током превращается в маленький магнитик. И начинает взаимодействовать с магнитом, притягиваясь к нему, или отталкиваясь от него.

При этом, проводок, как более легкий предмет, будет двигаться. А магнит продолжит оставаться на месте. Из-за того, что его масса значительно больше массы кусочка провода.

Современные химические источники тока и их применение

Современный быт человека тяжело приставить без этих мобильных генераторов энергии, с которыми он сталкивается в течение всей жизни, начиная с детских игрушек и заканчивая, допустим, автомобилем. Сферы применения различных батареек и аккумуляторов настолько разнообразны что перечислить их очень сложно. Работа любого мобильного телефона, компьютера, ноутбука, часов, пульта дистанционного управления была бы невозможна без этого переносного и очень компактного устройства для создания стабильного электрического заряда. В медицине широко используются источники химической энергии при создании любого аппарата, помогающего человеку полноценно жить. Например, для слуховых аппаратов и электрокардиостимуляторов которые могут работать только от переносных источников напряжения, чтобы не сковывать человека проводами. В производстве применяются целые системы аккумуляторных батарей для обеспечения напряжением цепей отключения и защит в случае пропадания входящего высокого напряжения на подстанциях. И также широко применяется это питание во всех транспортных средствах, военной и космической технике. Одним из видов распространённых батарей являются литиевые источники электрического тока, так как именно этот элемент обладает высоким показателем удельной энергии. Дело в том что только этот химический элемент, оказывается, обладает сильным отрицательным потенциалом среди всех известных и изученных человеком веществ. Литий-ионные батареи выделяются среди всех остальных элементов питания по величине вырабатываемой энергии и низким габаритам, что позволяет применять их в самых компактных и мелких электронных устройствах.

Примеры действия электрического тока

Как известно, увидеть движущиеся заряды (электроны, ионы) мы не можем, так как они очень малы. Но как тогда можно обнаружить электрический ток?

ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

При протекании электрического тока могут происходить различные явления, которые называются действиями электрического тока.

ТЕПЛОВОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА

Электрический ток, протекая по проводам, вызывает их нагревание.

Присоединим к полюсам источника тока железную или никелевую проволоку. Замкнув ключ, можно наблюдать, как проволока провиснет, т. е. она нагреется и удлинится. Таким образом её можно даже раскалить докрасна.

Именно на тепловом действии тока основана работа различных бытовых нагревательных приборов, таких, как электрический чайник, электрические плитки, утюги и др. Нить лампочки раскаляется и начинает светиться.

ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА

Как показывает опыт, на электродах, опущенных в раствор электролитов, происходит выделение чистого вещества. Этот процесс называется электролизом. Например, пропуская ток через раствор медного купороса, можно выделить чистую медь.

Электрический ток в металлах не вызывает никаких химических изменений. Химическое действие тока происходит только в растворах и расплавах электролитов.

МАГНИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА

На большой железный гвоздь намотаем тонкий изолированный провод. Концы провода через ключ соединим с источником тока.

Если замкнуть ключ, то гвоздь намагнитится и будет притягивать к себе гвоздики, железные стружки, опилки. С прекращением тока в проводнике магнитные свойства гвоздя исчезнут.

Явление взаимодействия катушки с током и магнита лежит в основе работы прибора, называемого гальванометром. С помощью гальванометра можно судить о наличии тока и его направлении. Стрелка прибора связана с подвижной катушкой. Когда в катушке появляется электрический ток, стрелка отклоняется.

Читайте так же:
Ток в тепловозе тэм2

МЕХАНИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА

Металлическую рамку соединим с источником тока. При пропускании электрического тока через рамку она остаётся висеть неподвижно. Но если эту рамку поместить между полюсами подковообразного магнита, то она начнёт поворачиваться.

В этом опыте мы наблюдали механическое действие электрического тока, которое заключается в том, что электрический ток при протекании по рамке, помещённой между полюсами магнита, вызывает её вращение.

Способы утилизации химических источников энергии

Проблема утилизации разных по габаритах химических источников напряжения является экологической проблемой всей планеты. Современные источники содержат в себе до тридцати химических элементов которые могут нанесите ощутимый вред природным ресурсам, поэтому для их утилизации разработаны целые программы и построены специализированные цеха по переработке. Некоторые методы позволяют не только качественно перерабатывать эти вредные вещества, но и возвращать в производство, тем самым защитив окружающую среду. В целях извлечения цветных металлов из батарей и аккумуляторов в настоящий момент разработаны и применены в цивилизованных странах, следящих и заботящихся об окружающей среде, целые пирометаллургические и гидрометаллургические комплексы. Самый же распространённый способ утилизации отработанных химических источников тока является метод, работающий на соединении этих процессов. Главным его достоинством считается высокая степень извлечения с минимальным количеством отходов. Этот метод пирометаллургической, гидрометаллургической и механической переработки включает в себя восемь основных стадий:

  1. Измельчение;
  2. Магнитная сепарация;
  3. Обжиг;
  4. Дополнительное измельчение;
  5. Выделение крупных и мелких элементов с помощью грохочения;
  6. Водное очищение и выщелачивание;
  7. Сернокислотное выщелачивание;
  8. Электролиз.

Организация правильного сбора и утилизации ХИТ позволяет максимально уменьшить негативное влияние как на окружающую природу, так и на здоровье самого человека.

Принцип действия

Устройства вырабатывающее электрический ток содержит два электрода, которые помещаются между электролитом. Именно на их границе соприкосновения и появляется небольшой потенциал. Один из них называют катодом, а другой анодом. Все эти элементы вместе образуют электрохимическую систему. Во время возникновения окислительно-восстановительной реакции между электродами один элемент отдаёт мельчайшие частицы электроны другому. Поэтому она и не может происходить вечно, а со временем просто теряются свойства каждого элемента этой цепи. Электроды могут быть представлены в виде пластин или решёток из металла. После погружения их в среду с электролитом меду их выводами возникает разность потенциалов, которая именуется напряжением разомкнутой цепи. Даже при удалении хотя бы одного из электродов с электролита процесс генерации напряжения прекращается.

Состав электрохимических систем

В качестве электролита используются следующие химические вещества:

  1. Водные растворы на основе щелочей, кислот, солей и т. д.;
  2. Растворы с ионной проводимостью на неводной основе, которые получены при растворении солей в неорганических или органических растворителях;
  3. Твердые соединения, содержащие ионную решетку, где один из ионов является подвижным;
  4. Матричные электролиты. Это особый вид жидких растворов и расплавов, которые находятся в порах твёрдого непроводящего элемента — электроносителя;
  5. Расплавы солей;
  6. Ионообменные электролиты с униполярной системой проводимости. Твёрдые тела с фиксированной ионогенной группой одного знака.

Удар током и электротравма: причины возникновения, симптомы и признаки, меры первой помощи и комплексное лечение

Удар током и электротравма: причины возникновения, симптомы и признаки, меры первой помощи и комплексное лечение
Удар током относится к наиболее опасным бытовым и производственным несчастным случаям и всегда сопряжен с большой смертностью. Действие электрического тока на организм человека приводит к сильному нагреву тканей и развитию ожога, а так же к нарушению работы внутренних органов. Первая помощь при ударе током заключается в прекращении действия электрического тока на организм пострадавшего, проведение закрытого массажа сердца и искусственного дыхания, если от удара током у пострадавшего остановилось сердце, обработка и наложение повязки на обожженные места.

Читайте так же:
Тепловой ток коллектора формула

Электротравма обычно возникает в результате воздействия на ткани организма человека бытового электрического тока большой силы или разряда атмосферного электричества (молнии). Источниками поражения электрическим током являются: неисправное электрооборудование на предприятиях и бытовые электроприборы, оборвавшиеся провода высоковольтных линий, несоблюдение правил техники безопасности при работе с электрооборудованием. Степень воздействия электрического тока на организм человека определяется напряжением и силой тока, способом прохождения тока по телу, общим состоянием здоровья пострадавшего и тем насколько своевременно была оказана первая помощь.

Особенности удара током и электротравмы

Электрический ток при прохождении через тело человека вызывает нагрев тканей, и может привести к электрическим ожогам кожи и повреждениям подлежащих тканей и органов.
Электрические ожоги возникают в местах входа и выхода электрического тока и носят название «меток тока».
Электрические ожоги могут показаться незначительными на вид, но на самом деле они зачастую глубокие со значительными повреждениями мышц, костей и внутренних органов.
Электрический ток может нарушить работу сердца, вплоть до его остановки.
У пострадавшего от удара тока может произойти остановка дыхания.
Признаки и симптомы удара током электротравмы

Нахождение оголенного источника электрического тока вблизи пострадавшего;
Бессознательное состояние у пострадавшего;
Очевидные ожоги на поверхности кожи;
Нарушение дыхания с возможной остановкой дыхания;
Пульс слабый, аритмичный или отсутствует;
Входное и выходное отверстие электрического заряда обычно расположено на кистях рук или ступнях.

Вследствие особенностей электротравмы даже при кратковременном воздействии электрического тока у пострадавшего может наступить остановка дыхания и сердца. Поэтому достаточно эффективная первая помощь при ударах электрическим током на месте происшествия часто является решающим фактором в спасении пострадавшего.

При возникновении ниже перечисленных симптомов у пострадавшего от удара током срочно вызовите скорую помощь:

Остановка сердца (отсутствие пульса)
Нарушение сердечного ритма (неровный пульс)
Расстройство или остановка дыхания (неровное дыхание)
Боль в мышцах или сокращения мышц
Судорожные припадки
Ощущение покалывания или онемения в конечностях
Потеря сознания
удар токомДо прибытия бригады скорой помощи при ударе электрическим током примите следующие меры:
Оцените обстановку. Не прикасайтесь к пострадавшему сразу же. Возможно, он все еще находится под действием электрического тока. Дотронувшись до пострадавшего, вы также можете попасть под удар.Если есть возможность, отключите источник электроэнергии ( выверните пробки, выключите рубильник). Если это невозможно, отодвиньте источник тока от себя и от пострадавшего сухим, непроводящим ток предметом (веткой, деревянной палкой и т. д.).
Если необходимо оттащить пострадавшего от провода электросети, надо при этом помнить, что тело человека, через которое прошел ток, проводит ток так же, как и электропровод. Поэтому голыми руками не следует дотрагиваться до открытых частей тела пострадавшего, можно касаться только сухих частей его одежды, а лучше надеть резиновые перчатки или обернуть руки сухой шелковой материей.
После прекращения действия электрического тока необходимо обратить внимание на присутствие признаков жизни (дыхания и пульса на крупных сосудах).
При отсутствии признаков дыхания и пульса необходимы срочные реанимационные мероприятия: проведение закрытого массажа сердца и искусственной вентиляции легких (искусственного дыхания). Осмотрите открытые участки тела пострадавшего. Всегда ищите два ожога (места входа и выхода электрического тока). Наложите на обожженные участки стерильную или чистую салфетку. Не используйте с этой целью одеяло или полотенце – волокна с них могут прилипнуть к обожженной поверхности. Для улучшения работы сердца следует увеличить приток крови к нему. Для этого уложите пострадавшего так, чтобы его грудь находилась несколько ниже ног.
Всех пострадавших от удара током следует как можно быстрее госпитализировать.

Читайте так же:
Батарея тепловой источник тока

Тепловое действие электрического тока и его практическое применение

КОНСПЕКТ УРОКА ФИЗИКИ

Тепловое действие электрического тока и его практическое применение.

1. Цель урока: развитие интереса и способностей учащихся к физике на основе изучения теплового действия электрического тока и его практического применения.

обучающие: сформировать понимание учащимися механизма теплового действия тока, смысла закона Джоуля-Ленца, сформировать у учащихся умения применять формулы для расчета количества теплоты, выделяемого проводником с током, кпд электронагревателя; формировать понимание принципа действия лампы накаливания и практического применения теплового действия электрического тока.

— развивающие: развивать умение применять имеющиеся знания на практике, развитие способности анализировать, делать выводы, логически рассуждать.

воспитательные: формировать познавательный интерес к физике, способствовать формированию у учащихся уважения к научному познанию.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Формы работы учащихся: фронтальная, индивидуальная.

Необходимое техническое оборудование:

· электронагревательный элемент (2Ом)

Актуализация знаний

Учитель: Ребята, посмотрите мой демонстрационный стол. Какие приборы здесь изображены?

Ответ: электроутюг, электролампа, электрочайник

К какому типу электрических устройств относятся эти приборы?

Слушают, отвечают на вопросы учителя, принимают участи в обсуждении.

Введение нового

Какое преобразование энергии происходит в этих приборах?

Попробуйте сформулировать тему урока и цель урока

Формулируют тему и цель работы на уроке с помощью учителя.

Объявление темы и целей урока

Итак, тема урока: «Тепловое действие электрического тока и его практическое применение».

Сегодня на уроке вы узнаете, почему нагревается проводник, по которому идет ток, как рассчитать количество теплоты, выделяемое проводником с током и КПД электронагревательного элемента, а так же кто изобрел лампу накаливания и принцип её действия.

Озвучивают и записывают тему.

Повторение ранее изученного.

Прежде чем разобрать механизм нагревания проводника с током, вспомним строение металлов и условия возникновения электрического тока.

Посмотрите на слайд

Смотрят слайд, отвечают на вопросы.

Изучение нового материала.

Основные понятия:

1.Количество теплоты, выделяемое проводником с током.

2.КПД электронагревательного элемента.

3.Закон Джоуля — Ленца.

Если по проводнику течет ток, то электрическое поле совершает работу по перемещению электронов проводимости в одном направлении.

При своем движении электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки и передают им часть своей энергии. Проводник нагревается и выделяет энергию в окружающую среду.

Посмотрите на экран. Здесь нарисована логическая цепочка преобразования энергии, о котором мы только что сказали.

Запишите в тетрадь.

Посмотрите на следующий слайд.

Если на участке цепи не совершается механическая работа и не производится химических действий, то по закону сохранения энергии вся работа тока превращается в количество теплоты.

A=IU t Q=IR t

А =Q

A= IR t Q=U/R· t

A= U/R· t Q=IU t

Запишите в тетрадь все эти формулы. Какие формулы, по — вашему удобно применять при последовательном соединении проводников, а какие при параллельном, почему?

Ответ: при последовательном — Q = IR t , т. к. сила тока во всех проводниках одинакова;

при параллельном — Q = U / R · t , т. к. напряжение на всех проводниках одинаково.

Обратите внимание на формулу Q = IR t .

Она выражает Закон Джоуля — Ленца.

КПД= W п/ W з·· 100%

http://www. fcior. edu. ru/card/5830/zakon-dzhoulya-lenca. html

Экспериментальная задача: рассчитать КПД нагревательного элемента.

1. Собрать электрическую цепь, поместив спираль в сосуд с водой.

2.Замкнуть ключ, одновременно включив секундомер.

3.Измерив начальную и конечную температуру воды, рассчитать количество теплоты, полученное водой

4.Измерив силу тока и время работы, вычислить работу тока

A = IR t

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector