Содержание

Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 1. Постоянный электрический ток

§ 6. Применение законов постоянного тока

Электронагревательные приборы

1. Благодаря хорошей электрической проводимости металлы широко используют в электротехнических устройствах. Из металлических проводников сделаны линии электропередачи, электрическая проводка в домах, обмотки электромагнитов и электродвигателей и т. д. Основу хорошо всем известных электронагревательных приборов, таких как утюг, чайник, кипятильник, составляет металлический нагревательный элемент, температура которого возрастает при прохождении по нему электрического тока.

Нагревание металлического проводника при прохождении по нему тока происходит из-за столкновения электронов, движущихся направленно, с ионами кристаллической решётки. При этом кинетическая энергия электронов превращается во внутреннюю энергию проводника. Внутренняя энергия проводника увеличивается, и его температура повышается.

Изменение внутренней энергии проводника или

количество теплоты Q, выделяющееся при прохождении электрического тока по проводнику, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника R и времени t прохождения по нему тока.

Q = I2Rt.

Этот закон, как вам известно из курса физики основной школы, называют законом Джоуля—Ленца.

Используя закон Ома для участка цепи закон Джоуля—Ленца можно записать иначе:

Учитывая, что работа тока равна А = IUt, а электрическая мощность Р = IU, можно записать Q = Pt. Количество теплоты, выделяемое нагревательным элементом, равно произведению мощности нагревательного элемента и силы тока, протекающего по нему. Следовательно, зная мощность нагревательного элемента, можно определить время, которое понадобится для нагревания, например, воды известной массы на определённое число градусов.

Электроосветительные приборы

2. Как вы уже знаете, при прохождении по металлическому проводнику электрического тока он нагревается. При нагревании проводника температура его может повыситься настолько, что он будет светиться. Это явление используется в электроосветительных приборах, в частности в электрических лампочках накаливания, которые широко применяются для освещения.

Окончание >>>