Тепловое действие тока Электрический ток нагревает проводник. - презентация

1

2 Тепловое действие тока Электрический ток нагревает проводник.

3 Электрический ток в металлическом проводнике – это упорядоченное движение электронов. Провод – это кристалл из ионов, поэтому электронам приходится «течь» между ионами, постоянно наталкиваясь на них. При этом часть кинетической энергии электроны передают ионам, заставляя их колебаться сильнее. Кинетическая энергия ионов в узлах кристаллической решетки увеличивается, следовательно, увеличивается внутренняя энергия проводника и, следовательно, его температура. А это и означает, что проводник нагревается. Почему же проводники нагреваются? Рассмотрим на примере движения одного электрона по проводнику.

4 В жидких и газообразных проводниках движущиеся электроны и ионы наталкиваются на молекулы, как бы «раскачивают» их, увеличивают их кинетическую энергию, что и означает возрастание температуры жидкости или газа. Химическое действие тока + Рассмотрим на примере движения одного электрона и положительного иона в жидком проводнике (в растворе медного купороса CuSO 4 ).

5 - + В неподвижных металлических проводниках вся работа электрического тока идет на увеличение их внутренней энергии (на участке цепи не совершается механическая работа и ток не производит химического действия). А Е вн Q Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам путем теплопередачи. Q = А Учитывая, что А = UIt, получим Q = Uit. Зная, что, что U =IR, получим Q = I 2 Rt. Q = I 2 Rt Направление электрического тока

6 Q = I 2 Rt количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления и времени прохождения тока по проводнику. Количество теплоты, выделившееся за время t, определяется законом Джоуля - Ленца: Джоуль Джеймс Прескотт Ленц Эмилий Христианович

7 А Медь Сталь Никелин - + Вещество Удельное сопротивление, Ом мм 2 /м Нагрев проводника Медь0,017 Сталь0,1 Никелин0,42 Нагревание проводников электрическим током зависит от их сопротивления. Чем больше сопротивление проводника, тем сильнее он нагревается. Чтобы проводник нагревался сильнее, он должен обладать большим удельным сопротивлением. ? Какой из проводников нагреется сильнее при прохождении по цепи электрического тока? Размеры проводников одинаковые. I Слабый Средний Сильный К Размеры проводников одинаковые. Q = I 2 RtR = ρl/S

8 Дано t = 3 мин R = 20 Ом I = 5 A Q = ? СИ 180 с - Решение: Q = I 2 R t Q = 25 A 2 20 Ом 180 с = = Дж = 90 кДж Ответ: Q = 90 кДж ? Определите количество теплоты, выделяемое проводником, сопротивление которого 20 Ом, в течение 3 минут. Сила тока в проводнике 5 А.