Тепловое действие Магнитное действие Химическое действие

Тепловое действие электрического тока. Тепловое действие электрического тока- способность электрического тока, проходящего по проводам, их нагревать. Тепловое действие электрического тока подчиняется закону Джоуля - Ленца Читается: количество выделенного тепла Q равно произведению квадрата силы тока I 2, сопротивления проводника R и времени t прохождения тока через проводник: Q = I 2 Rt Дж. ПОЧЕМУ проводник нагревается? При прохождении электрического тока по проводнику электроны сталкиваются с атомами проводника, их скорость падает до нуля, а энергия соударений превращается в тепло. Если в этой формуле силу тока брать в амперах, сопротивление в омах, а время в секундах, то получим количество выделенного тепла в джоулях.

Существует большое число электрических нагревательных приборов, в которых используется тепловое действие тока : – электрические плиты, утюги, самовары, фены, кипятильники, обогреватели, электрогрелки и т. д. В них основным нагревательным элементом является спираль из материала с большим удельным сопротивлением. Очень эффективным преобразователем электрической энергии является электрическая дуга, дающая много тепла и света. Ее широко используют для электрической сварки металлов, в дуговых электрических печах для плавки металлов, а также в качестве мощного источника света (в прожекторах, стационарных кинопроекторах).

Тепловое действие тока. Выделение тепла и возникновение искрения при неплотном электрическом контакте

Лампа накаливания Осветительный прибор, искусственный источник света. Изобретена русским инженером А.Н. Лодыгиным в 1873 году. Принцип действия лампы основан на сильном нагревании нити накаливания при прохождении по нему электрического тока. При этом нить накаливания начинает испускать, кроме тепловой, еще и световую энергию.

Первоначально в качестве нити накаливания применялась угольная нить, полученная прокаливанием растительных волокон. Лампы с такой нитью излучали слабый желтоватый свет, потребляя большую мощность. Угольная нить накалялась до 1700 град. и быстро выгорала. Теперь применяют нити накаливания из тугоплавких металлов осмия или вольфрама. Она нагревается до 2200 град. Для продления срока службы из колбы выкачивают воздух (пустотные лампы) или наполняют газом (азотом или аргоном). Они называются газонаполненными и температура нити достигает 2800 град. В лампах накаливания 4-5% превращается в свет, остальная энергия превращается в тепло.

Термоэлектричество. Термопары. Термопара (термоэлемент)– совокупность пары разнородных металлов. Применяют термопары для измерения температуры. Они измеряют высокие (до 2000 и выше) и низкие температуры. Точность термопар выше точности термометров другого типа. Исследование полупроводников привели к созданию материалов с достаточно большими эффектами Пельтье. С помощью устройств, работающих на эффекте Пельтье, охлаждают приборы в космических кораблях. В 1822 году Т. Зеебек обнаружил, что в цепи, составленной из двух разнородных металлов, возникает ток, если одна точка их соединения горячее другой. Подобная цепь называется термоэлементом. В 1834 году Ж. Пельтье установил, что при прохождении тока через спай двух металлов в одном направлении тепло поглощается, а в другом – выделяется. Величина этого обратимого эффекта зависит от материалов спая и его температуры. Каждый спай термоэлемента обладает ЭДС. Преобразование тепла в электрическую энергию, происходящее в термоэлементе, называют эффектом Зеебека. Если через термоэлемент пропускать ток от внешнего источника, то холодный спай будет поглощать тепло, а горячий – выделять его. Это явление называют эффектом Пельтье.

Магнитное действие электрического тока. Магнитное действие электрического тока - способность электрического тока, проходящего по проводникам первого рода, порождать вокруг этих проводов магнитное поле. Простейшие электрические и магнитные явления известны людям с очень давних времен. По-видимому, уже за 600 лет до н. э. греки знали, что магнит притягивает к себе железо, а натертый янтарь легкие предметы, вроде соломинок и т. п. Однако различие между электрическими и магнитными притяжениями было еще не ясно; те и другие считались явлениями одной природы.

Опыт Эрстеда с магнитной стрелкой, обнаруживающий существование магнитного поля тока: 1 провод, 2 магнитная стрелка, подвешенная параллельно проводу, 3 батарея гальванических элементов, 4 реостат, 5 ключ.

Использование магнитов Магнитные носители информации: кассеты содержат катушки из магнитной ленты. Видео и звуковая информация кодируется на магнитном покрытии на ленте.магнитной ленты Некоторые электрические двигатели (так же, как громкоговорители) основываются на комбинации электромагнита и постоянного магнита.

Химическое действие электрического тока. При пропускании тока через электролит, он разлагает его на составные части. Электролит – водный раствор солей, кислот и щелочей. Это проводники второго рода. Процесс разложения электролита при пропускании через него электрического тока называется электролизом. Поваренная соль в твердом виде не проводит ток, т.к. атомы соли – натрий и хлор- сильно притягиваются друг к другу и не могут свободно перемещаться. При растворении ее в воде молекулы соли распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы и раствор становится электропроводным. Электролитическая диссоциация – распад электролита на ионы при растворении его в воде.

Электролиз. Если в сосуд налить электролит (медный купорос),опустить в него два угольных электрода и пропустить через раствор постоянный ток, то на одном электроде (катоде) выделится медь, а на другом (аноде) – сернокислотный остаток.

Техническое применение электролиза.

Гальваностегия. 1 – пластина никеля; 2- никелируемый предмет; электролит – сернокислый никель. Для предохранения металлов от окисления, а также для придания изделиям прочности и лучшего внешнего вида их покрывают тонким слоем благородных металлов (золото, серебро) или малоокисляющимися металлами (хром, никель). Катод–предмет, подлежащий гальваническому покрытию. Электролит – раствор соли металла, которым осуществляется покрытие. Анод – пластина из того же металла.

Гальванопластика. Получение копий с предметов при помощи электролиза. 1-медь; 2 –восковая пластинка; электролит – медный купорос. Для получения копий с металлических предметов (монет, медалей) делают слепки из какого- нибудь пластичного материала (воск). Для придания слепку электропроводимости его покрывают графитовой пылью, погружают в ванну в качестве катода и получают на нем слой металла нужной толщины. Затем путем нагревания воск удаляют.

Рафинирование (очистка) металлов. 1- источник электрической энергии; 2-неочищенная медь; 3-химически чистая медь. Медь, идущая на нужды электротехники, должна быть чистой, так как всякие примеси уменьшают ее электропроводимость. Такая медь получается из черной меди (содержание меди 98-99%) путем рафинирования ее электрическим способом. Неочищенная медь подвешивается в качестве анода в ванну с раствором медного купороса. Катодом служит лист чистой меди. При пропускании через ванну электрического тока медь с анода переходит в раствор, а оттуда осаждается на катод. Электролитическая медь содержит до 99,95% меди. Медь в электротехнике применяется для изготовления голых и изолированных проводов, кабелей, обмоток электрических машин и трансформаторов, медных полос, лент, коллекторных пластин, деталей машин и аппаратов.