О Це зробленоДжоуль є фізичним явищем, яке складається з перетворенняенергіяелектричнийв тепло. Це явище виникає, коли електричний струм проходить через будь-яке тіло. Причини викликають постійні зіткнення, що відбуваються між електронами та атомами, що складають кристалічну структуру тіла його температура зростає, в результаті чого частина електричної енергії, що міститься в носіях заряду, перетворюється тепло.
Дивисьтакож:Яка швидкість електричного струму?
Формула ефекту Джоуля
Від закон джоуля, можна розрахувати кількість теплоти, що відводиться провідником, який проходить електричним струмом. Щоб скористатися цим законом, необхідно, щоб електричний опір матеріалу був постійним, а також електричний струм, який проходить через нього.
Питання - тепло (Дж або вапно)
i - електричний струм (А)
Р. - електричний опір (Ω)
т - інтервал часу (с)
Показана формула показує, що кількість теплоти, що розсіюється, прямо пропорційна квадрату електричний струм, помножений на електричний опір і на тривалість проходження струму тіло.
Дивисьтакож: Відкриття фізики, що сталися в результаті нещасного випадку
Служби ефекту Джоуля
Завдяки ефекту Джоуля можна перетворити електричну енергію в тепло, як це робиться в:
- душові кабіни,
- кашпо,
- електричні грилі,
- праски тощо
Ефект Джоуля виникає на будь-якому матеріалі, провідник або ізолятор, який має ненульовий електричний опір.
Це явище є більш виразним у Росії матеріалівізолятори, електричний опір якого, як правило, вищий. Однак коли ізоляційні матеріали проходять через інтенсивні електричні струми, можливо, вони виникають в них дефекти непоправна через велике підвищення температури.
Ризики, пов'язані з ефектом Джоуля
Основні ризики, пов'язані з ефектом Джоуля, виникають через підвищення температури. В електроустановках електропровідні дроти та інші електронні пристрої повинні працювати при безпечних температурах, однак такі фактори, як установкинедбалий, присутністьвволога,пилвнадлишок,ниткиочищений та окисленняелектронних компонентів може спричинити збільшення їх електричного опору, що призводить до більшої тепловіддачі, збільшуючи тим самим шанси появи пожежі, наприклад.
Дивисьтакож:Все про калориметрію
Експеримент з ефектом Джоуля
Вони існують експерименти в низька вартість достатньо доступний це можна зробити в класі, щоб засвідчити існування ефекту Джоуля. Один з них складається з торкання клем кнопок a 9 В акумулятор у шматку сталева вата.
Коли ми торкаємося сталевої вати до клем акумулятора, утворюється електричний струм, таким чином, процес нагрівання. Швидко температура сталевої вати підвищується, поки вона не стане червоною.
Вгору: цей експеримент може спричинити опіки та пожежі, проводити його лише у присутності батьків чи опікунів. |
Вправи на ефект Джоуля
Питання 1) Провідний провід з електричним опором, рівним 0,5 Ом, проходить через електричний струм 2,0 А протягом періоду часу 2,0 хв. Визначте кількість теплоти, що відводиться цим дротом у джоулях.
а) 240 Дж
б) 4 Дж
в) 400 Дж
г) 40 Дж
д) 120 Дж
Зворотній зв'язок: Літера а
Дозвіл:
Для розрахунку кількості теплоти, що відводиться, необхідно скористатися законом Джоуля:
Питання 2) Щодо ефекту Джоуля, поставте галочку, що правильно.
а) Ефект Джоуля виникає лише при високих температурах.
б) Ефект Джоуля виникає внаслідок зіткнень між носіями заряду та атомами, що складають кристалічну решітку матеріалу.
в) Можна контролювати втрати енергії за допомогою ефекту Джоуля, збільшуючи інтенсивність електричного струму.
г) Кількість тепла, що розсіюється ефектом Джоуля, обернено пропорційна електричному опору матеріалу.
д) Провідні матеріали не підпадають під дію Джоуля.
Шаблон:Літера Б
Дозвіл:
Давайте розглянемо відповіді:
The) ПОМИЛКОВИЙ - ефект Джоуля може виникати при будь-якій температурі, однак цей ефект посилюється при високотемпературних режимах.
Б) РЕАЛЬНИЙ
ç) ПОМИЛКОВИЙ - кількість теплоти, що розсіюється ефектом Джоуля, прямо пропорційна квадрату інтенсивності струму.
г) ПОМИЛКОВИЙ - кількість теплоти, що розсіюється ефектом Джоуля, прямо пропорційна модулю електричного опору.
і) ПОМИЛКОВИЙ - всі матеріали, що мають електричний опір, піддаються дії Джоуля.
Питання 3) Провідний провід несеться електричним струмом 0,5 А протягом 30 с. Оскільки електричний опір цього дроту дорівнює 0,8 Ом, кількість калорій, що виділяються дротом за цей період часу, завдяки ефекту Джоуля, дорівнює
Дані: 1 кал = 4 Дж
а) 15,0 кал.
б) 12,0 кал.
в) 1,5 кал.
г) 6,0 кал.
д) 4,5 кал.
Зворотній зв'язок: Літера С
Дозвіл:
За допомогою закону Джоуля ми обчислимо кількість теплоти, що розсіюється провідним дротом:
Згідно з проведеним розрахунком, кількість теплоти, що розсіюється цим провідним дротом, становить 1,5 кал, тому правильною альтернативою є буква С.
Мені Рафаель Хелерброк
