Россия, Краснодар
СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ
Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно
Скидки до 50 % на комплекты
только до
Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой
Организационный момент
Проверка знаний
Объяснение материала
Закрепление изученного
Итоги урока
Была в сети 02.09.2025 09:17
Суздальцева Наталия Васильевна
Учитель физики
43 года
23 619
1 204 
Местоположение
Специализация
Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца. Лампа накаливания. Электрические нагревательные приборы. Короткое замыкание. Предохранители.
Категория:
Физика
16.03.2025 18:30
Просмотр содержимого документа
«Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца. Лампа накаливания. Электрические нагревательные приборы. Короткое замыкание. Предохранители.»
УРОК № 48.
Тема урока: Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца. Лампа накаливания. Электрические нагревательные приборы. Короткое замыкание. Предохранители.
Цель урока: познакомить учащихся с законом Джоуля-Ленца и его проявлением.
Задачи урока:
Обучающая: изучить закон Джоуля-Ленца и электрические явлениях (свечение ламп), закрепить понятие действий электрического тока, особенно теплового и количественной меры этого явления, показать связь физики с повседневной жизнью; продолжить изучение правил обращения с электроприборами; применять полученные знания для объяснения разнообразных процессов (короткое замыкание), принципов действия важнейших технических устройств (предохранителей);
Развивающая: развивать умения применять знания в незнакомой ситуации и работать в группе, анализировать физические явления, выражать свои мысли, отстаивать свое мнение; развивать способности к самостоятельному приобретению новых знаний по физике в соответствии с жизненными потребностями и интересами (электрического освещения, использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов)
Воспитательная: добиться осознанного понимания закона превращения закона сохранения и превращения энергии на примере превращения электрической энергии во внутреннюю; прививать интерес к технике; уважения к творцам науки и техники (Джеймс Джоуль, Эмилий Ленц, Александр Николаевич Лодыгин, Томас Эдисон ).
Требования к данному уроку:
Знать/понимать:
смысл физического закона Джоуля-Ленца.
Уметь:
приводить примеры практического использования физических знаний об электромагнитных явлениях.
Использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:
обеспечения безопасности в процессе использования электробытовых приборов;
контроля за исправностью электропроводки.
Методы обучения: проблемно-поисковая беседа, работа с учебником, наглядные методы.
Приёмы обучения: обсуждение ответов и мнений учеников, стимулирование посредством анализа жизненных ситуаций, просмотра видеозаписи.
Оборудование: разные типы электроламп, предохранители, электронагревательные приборы, компьютерная презентация.
Средства обучения: доска, учебник, раздаточный материал, презентация.
Форма обучения: коллективная, индивидуальная.
Структура урока
Организационный этап (1 мин)
Этап актуализации опорных знаний (5 мин)
Этап постановки целей и задач урока(5 мин).
Мотивация
Этап усвоения нового материала. (15 мин)
Динамическая пауза
Сообщение учащихся
Этап закрепления изученного материала. (9 мин)
Заключительный этап (1 мин)
ХОД УРОКА:
| Деятельность учителя. | Деятельность учеников. |
| 1. Организационный этап. (1мин) |
|
| Приветствие: поверка учащихся по списку, отметить отсутствующих; готовность учащихся к уроку (тетради, учебники, ручка и т.д). | Приветствие, староста класса объявляет отсутствующих. |
| 2.Этап актуализации опорных знаний. (5 мин) |
|
| Давайте вспомним некоторые вопросы, которые потребуются, чтобы изучить новую тему: 1. Какие три величины связывают закон Ома? 2. Как формулируется закон Ома? 3. Формула Закон Ома 4. Что представляет собой электрический ток в металлах? 5. Какова зависимость силы тока от напряжения? 6. Как выразить работу тока за некоторое время? 7. Как рассчитать мощность электрического тока? 8. При каком соединении все потребители находятся при одной и той же силе тока? 9. Формулы для последовательного соединения. 10. Формулы для параллельного соединения. Решить задачу (устно) 11. Какую работу совершит ток силой 5 А за 2 с при напряжении в цепи 10 В? 12. Электроплита рассчитана на напряжение 220 В и силу тока 3 А. определите мощность тока в электроплитке. Молодцы!!! | 1. Сила тока, напряжение, сопротивление. 2. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению. 3. I = U/R 4. Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов. 5. Во сколько раз увеличивается напряжение в цепи, во столько же раз увеличивается и сила тока. 6. А=U·I·t 7. P = U·I 8. При последовательном соединении. Iобщ = I1 = I2 Uобщ = U1 + U2 Rобщ = R1 + R2 Iобщ = I1 + I2 Uобщ = U1 = U2 1/Rобщ = 1/R1 + 1/R2
(100 Дж)
(660 Вт) |
| 3. Этап постановки целей и задач урока. (2 мин) |
|
| Мы каждый день пользуемся электронагревательными приборами, не представляем жизнь без электрического освещения, но какого их строение? Кто изобрел эти столь не обходимые человеку технические устройства? Какие физические явления и законы лежат в основе работы данных устройств? Сегодня на уроке мы с вами познакомимся с законом, который нам покажет, что протекание электрического тока по проводнику приводит к выделению этим проводником некоторого количества теплоты и узнаем проявления этого закона в повседневной жизни человека. |
|
| 4. Этап усвоения нового материала. (10 мин) |
|
| Слайд 1. Вы знаете, что электрический ток протекая про проводнику, вызывает его….. Это явление называется…… В чем же причина нагревания проводника электрическим током? Давайте разбираться. Электрический ток в металлическом проводнике –
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. Ек ионов увеличивается, следовательно увеличивается U проводника, и следовательно увеличивается и его t. Проводники при этом нагреваются. Опыты показывают, что в неподвижных металлических проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Следовательно, Q в проводнике, по которому идет ток равно A тока. А работу тока мы с вами уже умеем находить. Следовательно… От чего же зависит количество теплоты, выделившееся в проводнике при его нагревании? Чему равна сила тока через заряд и время? Получается чем больший электрический заряд пройдет через поперечное сечение проводника в единицу времени, тем больше будет I в проводнике и соответственно большее Q он выделит. Значит, Q зависит от силы тока. Но не только сила тока отвечает за то, что выделяется большое количество теплоты. Был проведен такой эксперимент. Были взяты 3 проводника одинаковой длины и площади поперечного сечения, но из разного вещества (нихром, никелин и медь). Все проводники соединены между собой последовательно. Следовательно, сила тока на всех участках цепи одинаковая. При увеличении силы тока заметим, что нихромовый проводник нагревается почти до белого каления, никелиновый краснеет, а медный остается темным. В чем причина? Посмотрите таблицу удельного сопротивления на стр. 130 в ваших учебниках. Что вы можете сказать о данных веществах. А какой формулой удельное сопротивление связано с сопротивлением проводника? Получается R↑ = ρ↑l/S. А мы знаем, чем больше R проводника, тем «труднее» двигаться зарядам. При этом будет совершаться большая работа по их перемещению и, следовательно, проводник будет больше нагреваться. Значит, нихромовый проводник выделит большее количество теплоты. Следовательно, количество теплоты зависит не только от силы тока, но и от того, из какого вещества изготовлен проводник. Точнее - от электрического сопротивления проводника (R). Так от чего зависит количество теплоты в проводнике с током? Давайте выразим эту формулу. Пользуясь законом Ома I = U/R, можно количество теплоты, выделяемое проводником с током выразить через силу тока, сопротивление участка цепи и время. Q = UIt; U = I R. Значит = Q = I R It = I2Rt К этому выводу пришли независимо друг от друга английский ученый Джоуль Джеймс Прескотт и русский ученый Эмилий Христианович Ленц. Поэтому данный закон носит название закон Джоуля – Ленца. Рассмотрим конкретный пример. Мы подключаем обогреватель к сети с помощью провода. Где же применяется тепловое действие тока? Закройте на минутку глаза и представьте, что однажды на всей земле погасли все лампы, огни реклам и фонари. Потухли прожектора и фары машин, пропали разом все спички и свечки… Страшно? Наверное, пещерному человеку было очень страшно, когда наступала ночь. Должно быть, с тех давних пор и мечтал человек завести дома маленькое прирученное солнце. И, разумеется, завел! Правда, для этого ему понадобилось не одно тысячелетие. Одним из электрических приборов, где используется тепловое действие электрического тока, является лампа накаливания. Давайте разберемся, как она устроена, принцип и особенности её действия. Проблема. Удельное сопротивление вольфрама (0,055) в два раза меньше (0,1), чем железа. Почему же именно вольфрам используется в качестве нити накала в электрических лампочках? Лампа это не единственный прибор, где используется тепловое действие тока. Проблема. Почему нагревательные элементы не изготавливают из фарфора, у которого удельное сопротивление в миллиарды раз больше всех веществ, приведённых в таблице? Какими свойствами должно обладать вещество, используемое для изготовления нагревательных элементов? Мы привыкли, что огромную работу за нас совершает электрический ток. Но всегда должны знать, что эксплуатация даже самого безобидного электроприбора несет в себе большую опасность. Возникает вопрос: «А в чем, собственно, опасность?» К сожалению, человеческий фактор- халатность, оплошность, проступок, лень, всем известное, «авось, да обойдется», элементарное незнание физики и правил обращения с электроприборами не позволения избежать короткого замыкания, а вот предохранители- защищают квартиру от пожара. |
Нагревание. Тепловым действием тока.
это упорядоченное движение свободных электронов.
A = Q = UIt
I = q/t
I↑ = q↑/t
Q↑ = UI↑t
Iобщ = I1 = I2 = I3
Нихром = 1,1; никелин = 0,4; мед = 0,017.
R = ρl/S Вывод: Количество теплоты, которое выделяется при протекании электрического тока по проводнику, зависит от силы тока в этом проводнике и от его электрического сопротивления.
Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивлению проводника и времени. Q – количество теплоты - [Дж] I – сила тока – [A] R – сопротивление – [Ом] t – время – [c] Q = I2Rt закон Джоуля Ленца
Нам надо либо сделать спираль очень тонкой и длинной, либо сделать её из материала с большим удельным сопротивлением. Также, нельзя забывать, что нагревательный элемент должен выдерживать высокие температуры, иначе он может просто расплавиться при длительной работе. 1. Лампа накаливания (выступает уч-ся). Нить нагревается до высоких температур и если нить будет из железа (tплавления) = 1539 0С), то она быстро перегорит. А вольфрам тугоплавкий металл, (tплавления) = 3387 0С) выдерживающий более высокие температуры. 2. Электронагревательные приборы и установки (выступает уч-ся).. Потому что он является диэлектриком. Вывод: нагревательный элемент представляет собой проводник, обладающий большим удельным сопротивлением и высокой температурой плавления. 3.Короткое замыкание. Предохранители. Видео 1 - Короткое замыкание Видео 2 - Предохранители |
| 5. Этап закрепления изученного материала. 1) В чем проявляется тепловое действие тока? 2) Как можно объяснить нагревание проводника с током? 3) Какие превращения энергии происходят при протекании тока через проводник? 4) Как по закону Джоуля – Ленца рассчитать количество теплоты, выделяемое в проводнике? 5) Какой вид соединений применяется в квартирах? 6) Представьте, что все ваши электроприборы включены, что может произойти? Решаем задачи. |
(В нагревании проводника) (Движущиеся электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки и передают им свою энергию) (Электрическая энергия превращается во внутреннюю) (Q=I²Rt) (Параллельное). (При параллельном соединении, общее сопротивление цепи всегда меньше меньшего сопротивления, тогда сила тока в цепи значительно увеличится, что приведет к сильному нагреванию даже подводящих проводов, тогда возможно возгорание, что и происходит иногда, тогда случается пожар.) Если останется время. |
| 6. Заключительный этап. (1 мин) Домашнее задание. §53,55, 56. Упр. 37. Дополнительно тест |
Ученики записывают в дневники домашнее задание. |
Поскольку это является последовательным соединением, то и по проводу, и по спирали обогревателя будет проходить одинаковый ток. Поэтому нам нужно сделать так, чтобы сопротивление спирали было значительно больше сопротивления провода для его лучшего нагревания. Что мы должны сделать для этой цели?
| Тест. Вариант 1. 1. Работу электрического тока можно вычислить по формуле… А. …IU Б. …IR В. …I2Rt Г. ρl/S 2. Единица измерения количества теплоты… А. Вт Б. Дж В. В Г. А 3. Какое количество теплоты выделится в нити электрической лампы в течение 1 минуты, если лампа потребляет ток силой 1А при напряжении 110В? А. 6600Дж Б. 110Дж В. 6,6кВт Г.110 Вт. 4. Три резистора, сопротивления которых равны R1 = 1 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3 Ом, включены в цепь постоянного тока последовательно. На каком резисторе выделится большее количество теплоты? А. На R1 Б. На R2. В. На R3 Г. На всех резисторах выделится одинаковое количество теплоты. 5. Три резистора, сопротивления которых равны R1 = 1 Ом, R2= 2 Ом, R3= 3 Ом, включены в цепь постоянного тока параллельно. На каком резисторе выделится большее количество теплоты? А. На R1 Б. На R2. В. На R3. Г. На всех резисторах выделится одинаковое количество теплоты. 6. Как изменится количество теплоты, выделяемое спиралью электроплитки за одно и то же время, если длину спирали уменьшили в 2 раза? A. Увеличится в 2 раза. B. Уменьшится в 2 раза. |
| Тест. Вариант 2. 1. Количество теплоты, выделяемое проводником с током, находится по формуле… А. …IU Б. …IR В. …I2Rt Г. ρl/S 2. Единица измерения работы электрического тока… А. Вт Б. Дж В. В Г. А 3. Количество теплоты, которое выделится за 20 мин в проволочной спирали сопротивлением 20 Ом при силе тока 5А равно… А. 2000 Дж Б. 120 кДж В. 10 кДж Г. 600кДж 4. Три резистора, сопротивления которых равны R1 = 1 Ом, R2= 2 Ом, R3= 3 Ом, включены в цепь постоянного тока последовательно. На каком резисторе выделится меньшее количество теплоты? А. На R1 Б. На R2 В. На R3 Г. На всех резисторах выделится одинаковое количество теплоты. 5. Три резистора, сопротивления которых равны R1 = 1 Ом, R2= 2 Ом, R3= 3 Ом, включены в цепь постоянного тока параллельно. На каком резисторе выделится меньшее количество теплоты А. На R1 Б. На R2 В. На R3 Г. На всех резисторах выделится одинаковое количество теплоты. 6. Как изменится количество теплоты, выделяемое спиралью электроплитки за одно и то же время, если длину спирали увеличили в 2 раза? A. Увеличится в 2 раза. B. Уменьшится в 2 раза. |
Электрические нагревательные приборы.
Тепловое действие тока используют в различных электронагревательных приборах и установках. В домашних условиях широко применяют электрические плитки, утюги, чайники, кипятильники. В промышленности тепловое действие тока используют для выплавки специальных сортов стали и многих других металлов, для электросварки. В сельском хозяйстве с помощью электрического тока обогревают теплицы, кормозапарники, инкубаторы, сушат зерно, приготовляют силос.
Основная часть всякого нагревательного электрического прибора — нагревательный элемент. Нагревательный элемент представляет собой спираль из материала с большим удельным сопротивлением, способный, кроме того, выдерживать, не разрушаясь, нагревание до высокой температуры (до 1000—1200 °С). Чаще всего для изготовления нагревательного элемента применяют сплав никеля, железа, хрома и марганца, известный под названием «нихром». Удельное сопротивление нихрома р = 1,1Ом-мм2/м, что примерно в 70 раз больше удельного сопротивления меди. Большое удельное сопротивление нихрома дает возможность изготовлять из него весьма удобные — малые по размерам — нагревательные элементы.
В приборах, предназначенных для нагревания жидкостей, изолированная спираль помещается в трубки из нержавеющей стали. Ее выводы тщательно изолируются от металлических частей прибора.
Нагревательным элементом в утюге служит нихромовая лента, от которой нагревается нижняя часть утюга.
Электрические нагревательные приборы.
Лампа накаливания.
Все прекрасно знают, что в современной лампочке есть спираль, которая излучает яркий свет. Лампа светит ярко, потому что спираль в ней раскалена добела, отсюда и название — лампа накаливания.
Как правило, в качестве спирали используют вольфрамовую нить, поскольку температура плавления вольфрама почти 3400 0С. Таким образом, спираль лампы накаливания может нагреваться до 3000 0С. Существует проблема перегорания лампочек. Чтобы предотвратить перегорание, из лампочки можно выкачать воздух и получить вакуум. Но в вакууме вольфрам быстро испаряется, поэтому лампочки приходится наполнять азотом или инертными газами, такими, как криптон и аргон. Эти газы препятствуют разрушению спирали.
Лампу накаливания изобрёл выдающийся электротехник Александр Николаевич Лодыгин.
Основным элементом первой лампы был тонкий угольный стержень, который помещался в сосуд с выкаченным воздухом. Срок службы первых ламп составлял всего 30-40 мин.
Американский изобретатель Томас Эдисон продолжил исследования Лодыгина, подбирая более удобный материал для накаливания. Попутно усовершенствовал систему ввода проводов в лампу, изобрел очень удобную вставку для нее (идисоновый патрон) и сконструировал выключатель, с помощью которого можно было включать и выключать свет.
Позднее Лодыгин предложил вместо угольной нити использовать вольфрамовую нить и наполнять лампочки инертным газом. Александру Лодыгину принадлежит более четырёхсот изобретений, одним из которых является электрический обогреватель.
Лампа накаливания Лодыгина не всегда удобна в промышленности, которая выпускает лампы на напряжение от 2,5 В до 220 В. Лампу накаливания для промышленности сделал Томас Эдисон. Его работы внесли большой вклад в распространение системы электрического освещения.
В наше время лампы накаливания вытесняются более эффективными энергосберегающими лампами. В таких лампах около 70% энергии преобразуется в свет, в то время как в лампах накаливания 90% энергии преобразуется в тепло, и только 10% — в свет. Поэтому такие лампы можно считать электронагревательными приборами.
Обычная стоваттная лампочка имеет мощность 100 Вт (что понятно из названия). Поскольку только 10 % энергии расходуется на свет, то полезная мощность будет равна 10 Вт. А энергосберегающая лампа преобразует в световую энергию 70% энергии. Значит, чтобы получить те же 10 Вт полезной мощности, этой лампе надо потреблять чуть более 14 Вт. То есть, энергосберегающая лампа мощностью 14 Вт почти также ярко светит, как и лампа накаливания, мощностью 100 Вт (это немного грубый расчет).
Лампа накаливания.
|
|
|
| Александр Николаевич Лодыгин | Томас Альва Эдисон |
|
| 1879 год |
| | |
Короткое замыкание. Предохранители.
Любой электронагревательный прибор, разумеется, использует тепловое действие тока.
Приборы или электрические цепи рассчитаны на определенную силу тока. Если по какой-то причине сила тока становится больше допустимой, то это может привести к перегреву проводов или даже к пожару. При параллельном соединение сила тока в проводе может стать слишком большой, если одновременно включить в сеть много приборов. Но, кроме этого, есть и другая причина, которая называется коротким замыканием. Соединение концов участка цепи проводником, с очень маленьким сопротивлением, по сравнению с сопротивлением цепи — это короткое замыкание. При коротком замыкании, сопротивление цепи резко уменьшается, а, значит, резко увеличивается сила тока.
Самый простой пример короткого замыкания — это прикосновение к открытому контакту. То есть, если сунуть шпильку в розетку, то будет короткое замыкание (не нужно проверять — поверьте на слово). Скажем, сопротивление шпильки в 10 раз меньше. Тогда сила тока увеличится в 10 раз, а количество выделяемой тепловой энергии — в 100 раз по закону Джоуля-Ленца. Ведь количество теплоты, выделяемого током, пропорционально квадрату силы тока.
Таким образом, короткое замыкание может привести к воспламенению проводки. Кроме неправильных действий людей, короткое замыкание возникает и по другим причинам. Чаще всего, это повреждение изоляции проводов. Например, если на улице ветер, а изоляция проводов неисправна, то при соприкосновении двух оголенных проводов возникнет короткое замыкание.
Чтобы избежать пожаров по причине короткого замыкания — существуют предохранители. Как только сила тока превышает допустимое значение, предохранитель сразу отключает линию. Предохранители стоят в любом электроприборе, чтобы защитить их при перегрузках электрической сети и скачках напряжения. Самый элементарный предохранитель изготавливается из медной проволоки, покрытой оловом.
Он устанавливается на входе электроприборов, и при большой силе тока, проволока попросту плавится и цепь оказывается разомкнутой. Такие предохранители называют плавкими. Существует и другой вид предохранителей, основанных на тепловом действии тока. При слишком большой силе тока возникает перегрев проводов, а, как мы помним, при нагревании тела расширяются. Как только происходит такое расширение, предохранитель выключается автоматически.
В квартирной проводке, эти предохранители находятся на специальном щитке, на вводе проводов в квартиру. Как правило, в квартиру идут несколько проводов, поэтому, к каждому проводу последовательно подключается отдельный предохранитель. Если провода начинают перегреваться, то предохранители автоматически отключаются с характерным щелчком (мы говорим, что «вышибло пробки»).
Наверное, многие замечали такие явления: если включить одновременно на кухне и чайник, и микроволновку, и электрическую плитку, то может вышибить пробки. Или же, если одновременно работает стиральная машина, пылесос и фен, то может произойти, то же самое. Поэтому, часто рекомендуется равномерно распределять нагрузку, которую даёт бытовая техника на провода. Нужно либо стараться не использовать несколько приборов одновременно, либо подключить их к разным узлам.
Короткое замыкание.
Предохранители.
Примеры решения задач.
Задача 1. Нужно, чтобы нагревательный элемент выделял 11 МДж теплоты за 1 час. Длина провода 2 м, а площадь сечения 1 мм2. Провод перегревается, если за час получает 72 кДж теплоты. Какой длины должна быть нихромовая проволока с площадью сечения 1 мм2?
Нарисуем соответствующую схему. На ней четко разделено сопротивление спирали и сопротивление самого обогревателя, не нужно их путать. В задаче не требуется найти сопротивление самого прибора, но ради интереса мы легко можем это сделать потом.
Задача 2. Спираль рефлектора, подключенного к стандартной розетке, за 2 ч выделила 8 МДж теплоты. Какова сила тока в этой спирали?
Задача. Вы решили высушить пододеяльник с помощью утюга, который включен в удлинитель с сопротивлением 2 Ом. Утюг рассчитан на 10 А, а его коэффициент полезного действия 70%. Скажем, мы знаем, что в пододеяльнике содержится 200 мл воды при температуре 20 оС. Тогда, сколько времени понадобится для того, чтобы высушить пододеяльник?
Прежде чем мы начнём решать задачу, сразу заметим, что мы не учитываем, что не вся жидкость нагревается равномерно. Поэтому, чтобы решить задачу, нам просто нужно подсчитать количество энергии, необходимое для сушки, а затем найти, за какое время утюг сможет выделить такое количество энергии.
Задача 1. На рисунке представлены мощность различных электроприборов в ваттах. Как лучше их подключить к домашней проводке, если ток в несущем проводе рассчитан на 33 А.
Мы видим, что в квартиру идут три параллельных узла (условно, кухня, коридор и комната), в каждом из которых должно быть не более 11 А. Напомним, что при параллельном подключении ток в несущем проводе равен сумме токов во всех ответвлениях. Например, несущий провод делится на три параллельных узла. Поэтому максимальный ток в каждом из этих узлов втрое меньше, чем максимальный ток в несущем проводе. I = P/U
Разумеется, это далеко не самая сложная задача по распределению нагрузки, да и потребители электроэнергии редко думают об этом. Поэтому, необходимо использовать предохранители для предотвращения пожаров и поломки техники.
Задача. Электрик при ремонте случайным касанием задел одновременно два провода электропроводки, что привело к короткому замыканию. Определите силу тока короткого замыкания, если в цепи напряжение 220 В и сопротивление отвертки и проводов 10 Ом (ответ: 22 А)
| Дано: | Решение: | Вычисление: |
| R=10 Ом U=220 В |  |  Ответ: I=22 А |
| Iкз=? |
Задача 4 Рассчитать силу тока в аккумуляторе при коротком замыкании, к которому может привести банальная оплошность – падение гаечного ключа на клеммы аккумулятора. Некоторым ученикам уже приходится иметь дело с аккумуляторами. У них очень маленькое внутреннее сопротивление (0,01 Ом) и номинальное напряжение12 В. Расчёт будет понятен без введения понятия электродвижущей силы, т.к. дети знают: чтобы в цепи был ток, она должна быть замкнутой.
; 
Для сравнения: 10 А – допустимый ток в квартирной проводке. Ток силой 1200 А приведёт к сгоранию обкладок, и аккумулятор может взорваться от выделенного тепла. Учитель обращает внимание учеников на бережное обращение с аккумуляторами, особенно кислотными (свинцовыми).
Задача 5 . Вы проводите каникулы в деревне (или на загородной даче). Единственная самодельная электрическая плитка, изготовленная вашим дедушкой, вышла из строя (перегорела спираль). Вам срочно нужна новая спираль. Проверив дедушкин сундук, вы обнаруживаете 3 одинаковых куска подходящей проволоки. Как их нужно соединить, чтобы получить спираль возможно большей мощности? Какие меры безопасности нужно предусмотреть перед использованием этой плиты?
Обсуждение результатов, формулирование выводов.
, В квартире параллельное соединение, значит 
-при параллельном соединении проволок, мощность спирали:
(
)
-при последовательном соединении:
- при смешанном соединении:
Вывод: При параллельном соединении проволок, мощность спирали наибольшая
6. В семье Ивановых часто пользуются одновременно пылесосом и микроволновой печью. Мощность пылесоса составляет 1300 Ватт, а мощность микроволновки 800 Ватт. На какую силу тока должны быть рассчитаны предохранители в квартире Ивановых? (ответ: 10 А)
| Дано: | Решение: | Вычисление: |
| P1=1300 Вт P2=800 Вт U=220 В
|  | 
|
| Iп=? |
7. В одной семье любят использовать одновременно несколько электрических приборов таких как телевизор с мощностью – 300 Вт, компьютер – 400 Вт, и микроволновую печь- 2 кВт, напряжение в сети 220 В. Приборы в цепь включаются параллельно. Определите, сработает ли отключение автоматического предохранителя, если он рассчитан на силу тока в 12 А? (ответ: 12,27 А-Да)
| Дано: | СИ: | Решение: | Вычисление: |
| P1=300 Вт P2=400 Вт P3=2 кВт U=220 В Iп=12 А | 2000 Вт |  |  I Iп , предохранитель отключится
|
| I=? I ? Iп |
Вебинар для учителей
Свидетельство об участии БЕСПЛАТНО!
