План урока "Лампа накаливания"

Физика 8 класс.

Тема. Лампа накаливания. Электронагревательные приборы. Короткое замыкание.

Плавкие предохранители.

Целеполагание:

Все учащиеся могут объяснить плавкие предохранители с точки зрения закона Джоуля-Ленца. Объяснить электронагревательные приборы с точки зрения работы тока.

Большинство учащихся могут применять данные знания на практике и в жизни.

Некоторые учащиеся могут раскрыть причинно-следственные связи в изучаемом материале: электронагревательные приборы, короткое замыкание, плавкие предохранители.

Оборудование: предохранители, лампы, приборы.

Тип урока: комбинированный.

Ход урока:

I.Орг. момент.

II Проверка домашнего задания.

1.Запишите формулу вычисления работы тока.

(,)

2.Запишите формулу вычисления мощности тока.

()

3.Сформулируйте закон Джоуля-Ленца.

(Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.)

4.Запишите математическое выражение закона Джоуля-Ленца.

()

III.Новый материал.

Основная часть современной лампы накаливания – спираль из тонкой вольфрамовой проволоки. Вольфрам – тугоплавкий металл, его температура плавления 3387⁰С.

В лампе накаливания вольфрамовая спираль нагревается до 3000⁰С, при такой температуре она достигает белого каления и светится ярким светом.

Спираль помещают в стеклянную колбу, из которой выкачивают насосом воздух, чтобы спираль не перегорала. Но в вакууме вольфрам быстро испаряется, спираль становится тоньше и тоже сравнительно быстро перегорает.

Чтобы предотвратить быстрое испарение вольфрама, современные лампы накачивают азотом, иногда инертными газами – криптоном или аргоном.

Молекулы газа препятствуют выходу частиц вольфрама из нити, т.е. препятствуют разрушению накаленной нити.

На рисунке изображена газонаполненная лампа накаливания. Концы спирали 1 приварены к двум проволокам, которые проходят сквозь стержень из стекла 2 и припаяны к металлическим частям цоколям 5 лампы: одна проволока – к винтовой нарезке, а другая – к изолированному от нарезки основанию цоколя 6.

Для включения лампы в сеть её ввинчивают в патрон. Внутренняя часть патрона содержит пружинящий контакт, касающийся основания цоколя лампы, и винтовую нарезку, удерживающую лампу. Пружинящий контакт и винтовая нарезка патрона имеют зажимы, к которым прикрепляют провода от сети.

Промышленность выпускает лампы накаливания на напряжение 220 и 127В (для осветительной сети), 50В (для железнодорожных вагонов), 12 и 6В (для автомобилей), 3,5 и 2,5В (для карманных фонарей).

Пионерами электрического освещения являются русский инженер А.Н. Лодыгин и американский изобретатель Т. Эдисон.

Тепловое действие тока используют в различных электронагревательных приборах и установках. В домашних условиях широко применяют электрические плиты, 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 проводник с большим удельным сопротивлением, особым, кроме того, выдерживать, не разрушаясь, нагревание до высокой температуры (до 1000-1200⁰С).

Чаще всего для изготовления нагревательного элемента применяют сплав никеля, железа, хрома и марганца, известный под названием «хром». Большое удельное сопротивление нихрома даёт возможность изготовлять из него весьма удобные – малые по размерам – нагревательные элементы.

В нагревательном элементе проводник в виде проволоки или ленты наматывается на пластинку из жароустойчивого материала: слюды, керамики.

Пример: Нагревательным элементом в электрическом утюге служит нихромовая лента, от которой нагревается нижняя часть утюга.

Электрические цепи всегда рассчитаны на определённую силу тока. Если по той или иной причине сила тока в цепи становится больше допустимой, то провода могут значительно нагреться, а покрывающая их изоляция – воспламениться.

Причиной значительного увеличения силы тока в сети может быть или одновременное включение мощных потребителей тока.

Пример: Включение электрических плиток или короткое замыкание.

Коротким замыканием называют соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи.

Короткие замыкание может возникнуть при ремонте проводки под током или при случайном соприкосновении оголённых проводов.

Сопротивление цепи при коротком замыкании незначительно, поэтому в цепи возникает большая сила тока, провода при этом могут сильно накалиться и стать причиной пожара.

Чтобы избежать этого, в сеть включают предохранитель.

Назначение предохранителей – сразу отключить линию, если сила тока вдруг окажется больше допустимой нормы.

Рассмотрим устройство предохранителей, применяемых в квартирной проводке.

Главная часть предохранителя – проволока из лёгкоплавкого металла (свинец, медь), проходящая внутри фарфоровой пробки. Пробка имеет винтовую нарезку и центральный контакт.

Нарезка соединена с центральным контактом свинцовой проволокой. Пробку ввинчивают в патрон, находящийся внутри фарфоровой коробки.

Свинцовая проволока представляет часть общей цепи. Толщина свинцовых проволок рассчитана так, что они выдерживают определённую силу тока.

Пример: 5А, 10А и т.д.

Если сила тока превысит допустимое значение, то свинцовая проволока расплавится и цепь окажется разомкнутой. Предохранители с плавящимся проводником называют плавкими предохранителями.

Предохранители располагают на специальном щитке, устанавливаемом у самого ввода проводов в квартиру. В каждый из проводов последовательно включают отдельный предохранитель.

IV.Закрепление нового материала.

1.Задача: Перегоревшую спираль электрического утюга мощностью 300Вт укоротили на 1/4. Какой стала при этом его мощность?

, ,

Ответ:

2.Для какой цели служат предохранители?

3.Что может случиться с проводом, если сила тока превысит допустимую норму?

V. Итог урока.

Домашнее задание

Обобщение, оценки.