Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Uređaj sa žarnom niti.

Razmislite o rasporedu žarulje sa žarnom niti. Grijani element u njemu je tanka volframova nit koja je umotana u spiralu 1. Volfram je odabran za izradu niti jer je vatrostalna i ima dovoljno veliku otpornost. Spirala uz pomoć posebnih držača 2 ojačana je unutar staklenog cilindra napunjenog inertnim plinom, u čijem prisustvu volfram ne oksidira. Cilindar je pričvršćen na poklopac 3, na koji je jedan kraj žice za prijenos struje lemljen u točki 4. Drugi kraj žice kroz izolacijsku brtvu 5 je spojen na donji kontakt. Svjetiljka je uvrštena u držač. To je plastični kovčeg A, u kojem se nalazi metalna čahura B s navojem; na njega je spojena jedna od mrežnih žica. Uložak kontaktira poklopac 3. Druga žica iz mreže povezana je na kontakt B koji dodiruje donji kontakt žarulje. Žarulje sa žarnom niti su prikladne, jednostavne i pouzdane, ali ekonomski su nepovoljne. Tako se, na primjer, u svjetiljki od 100 W samo mali dio električne snage (4 W) pretvara u vidljivu svjetlosnu energiju, a preostala energija se pretvara u nevidljivo infracrveno zračenje i u obliku topline prenosi u okoliš.

Slide 9

Koeficijent učinka (COP).

Za ocjenu učinkovitosti uređaja u tehnologiji uvodi se posebna vrijednost - koeficijent učinkovitosti (COP). Koeficijent učinkovitosti je omjer korisne energije pretvorene (rad ili snaga) u svu potrošenu ili potrošenu energiju (rad ili snaga):

Slide 10

Učinkovitost se često izražava u postocima (%). Izračunavamo učinkovitost električne žarulje sa žarnom niti prema gore navedenim podacima: h \u003d 4/100 \u003d 0,04 \u003d 4%; Za usporedbu, pokazujemo da je učinkovitost fluorescentne svjetiljke oko 15%, a kod natrijevih vanjskih svjetiljki oko 25%. Krug napajanja svjetiljke dnevnog svjetla

Slide 11

Postoji veliki broj električnih grijaćih uređaja, na primjer električni štednjaci, glačala, samovari, kotlovi, grijači, električni pokrivači, sušila za kosu koji koriste toplinski učinak struje. Glavni grijaći element je spirala izrađena od materijala visokog otpora. Postavlja se u keramičke izolatore dobre toplinske vodljivosti, koji se izrađuju u obliku osebujnih perlica. U uređajima dizajniranim za zagrijavanje tekućina, izolirana zavojnica postavljena je u cijevi od nehrđajućeg čelika. Njeni nalazi su također pažljivo izolirani od metalnih dijelova uređaja. Temperatura zavojnice tijekom rada grijača ostaje konstantna. To se objašnjava činjenicom da se vrlo brzo uspostavlja ravnoteža između energije koja se troši iz mreže i količine topline koja se oslobađa prijenosom topline u okoliš.

Slide 12

Električni luk.

Vrlo učinkovit pretvarač električne energije, koji daje puno topline i svjetlosti, je električni luk. Široko se koristi za električno zavarivanje metala, kao i moćan izvor svjetlosti. Za promatranje električnog luka, dvije ugljene šipke s pričvršćenim žicama moraju biti fiksirane u dobro izolirajućim držačima, a zatim šipke treba spojiti na izvor struje koji daje nizak napon (od 20 do 36 V) i dizajniran je za velike struje (do 20 A). Dosljedno, šipke se moraju uključiti na reostat. Ni u kojem slučaju ugljen se ne može povezati s gradskom mrežom (220 ili 127 V) jer će to dovesti do paljenja žica i požara. Dodirujući ugljenike jedan drugoga, možete vidjeti da su na mjestu kontakta bili vrlo vrući. Ako se u ovom trenutku ugljevi odgurnu, među njima se pojavi svijetli zasljepljujući plamen koji ima oblik luka. Ovaj plamen štetan je za vid. Plamen električnog luka ima visoku temperaturu, na kojoj se topi najviše vatrostalnih materijala, pa se električni luk koristi u pećima na električnim lukovima za taljenje metala. Plamen luka vrlo je svijetao izvor svjetlosti, zbog čega se često koristi u reflektorima, stacionarnim filmskim projektorima itd.

Slide 13

Električni krugovi.

Električni krugovi uvijek su ocijenjeni za određenu struju. Ako iz nekog ili drugog razloga trenutna jakost u krugu postane više nego dopuštena, tada se žice mogu značajno zagrijati, a izolacija koja ih pokriva može se zapaliti. Razlog značajnog povećanja strujne snage u mreži može biti istodobno uključivanje snažnih potrošača struje, na primjer električne pločice, ili kratki spoj. Kratki spoj je povezivanje krajeva dijela kruga s vodičem, čiji je otpor vrlo mali u usporedbi s otporom dijela kruga. Može doći do kratkog spoja, primjerice, prilikom popravljanja ožičenja ili slučajnog dodira izloženih žica. Otpor kruga tijekom kratkog spoja je neznatan, stoga se u krugu pojavljuje velika jakost struje, dok žice mogu postati vrlo vruće i uzrokovati požar. Da biste to izbjegli, osigurači su uključeni u mrežu. Svrha osigurača je odmah isključiti liniju ako se iznenada struja pokaže višom od dopuštene norme.

Slide 14

Razmotrite osigurače uređaja koji se koriste u ožičenju apartmana. Glavni dio osigurača, prikazan na slici, je žica C izrađena od topljivog metala (na primjer, olova) koja prolazi unutar porculanskog čepa P. Utikač ima navojni navoj P i središnji kontakt K. Navoj je povezan sa središnjim kontaktom olovnom žicom. Pluta se uvrta u uložak unutar porculanske kutije, tako da olovna žica predstavlja dio cjelokupnog kruga. Debljina olovnih žica je dizajnirana tako da podnose određenu jačinu struje, na primjer 5, 10 A, itd. Ako struja prelazi dopuštenu vrijednost, tada će se olovna žica rastopiti i krug će biti otvoren. Osigurači s taljenjem vodiča nazivaju se osiguračima.

Pogledajte sve dijapozitive

1 od 18

Prezentacija na temu: Toplinska struja

Slide broj 1

Opis tobogana:

Slide broj 2

Opis tobogana:

Struja. Električna struja zagrijava vodič. Objašnjava to činjenicom da slobodni elektroni u metalima, krećući se pod utjecajem električnog polja, međusobno djeluju s ionima ili atomima tvari provodnika i na njih prenose svoju energiju. Kao rezultat električne struje, brzina oscilacije iona i atoma raste i povećava se unutarnja energija vodiča. Eksperimenti pokazuju da u nepomičnim metalnim vodičima sav rad struje ide na povećanje njihove unutarnje energije. Grijani kondukter emitira primljenu energiju u okolna tijela, ali već kroz prijenos topline. To znači da je količina topline koju oslobađa provodnik kroz koju struja teče jednaka radu struje. Znamo da se struja izračunava formulom: A \u003d U · I · t. Električna struja u vodiču

Slide broj 3

Opis tobogana:

Ohmov zakon. Označite količinu topline slovom Q. Prema gore navedenom, Q \u003d A, ili Q \u003d U · I · t. Pomoću Ohmovog zakona možete izraziti količinu topline koju oslobađa kondukter strujom kroz snagu struje, otpor odjeljka kruga i vrijeme. Znajući da je U \u003d IR, dobivamo: Q \u003d I · R · I · t, to jest Q \u003d I · R · t Količina topline koju strujni vod oslobađa strujom jednaka je proizvodu kvadrata jakosti struje, otpora vodiča i vremena. Isti je zaključak, ali na temelju eksperimenata, prvi put samostalno izveo engleski znanstvenik Joule i ruski znanstvenik Lenz. Stoga se gore formulirani zaključak naziva Joule - Lenzov zakon. Ohmov zakon za dio lanca

Slide broj 4

Opis tobogana:

Slide broj 5

Opis tobogana:

Slide broj 6

Opis tobogana:

Slide broj 7

Opis tobogana:

Slide broj 8

Opis tobogana:

Uređaj sa žarnom niti. Razmislite o rasporedu žarulje sa žarnom niti. Grijani element u njemu tanka je volframova nit koja je umotana u spiralu 1. Volfram je odabran za izradu niti jer je vatrostalna i ima dovoljno veliku otpornost. Spirala uz pomoć posebnih držača 2 ojačana je unutar staklenog cilindra napunjenog inertnim plinom, u čijem prisustvu volfram ne oksidira. Cilindar je pričvršćen na poklopac 3, na koji je jedan kraj žice za prijenos struje lemljen u točki 4. Drugi kraj žice kroz izolacijsku brtvu 5 je spojen na donji kontakt. Svjetiljka je uvrštena u držač. To je plastični kovčeg A, u kojem se nalazi metalna čahura B s navojem; na njega je spojena jedna od mrežnih žica. Uložak kontaktira poklopac 3. Druga žica iz mreže povezana je na kontakt B koji dodiruje donji kontakt žarulje. Žarulje sa žarnom niti su prikladne, jednostavne i pouzdane, ali ekonomski su nepovoljne. Tako se, na primjer, u svjetiljki od 100 W samo mali dio električne snage (4 W) pretvara u vidljivu svjetlosnu energiju, a preostala energija se pretvara u nevidljivo infracrveno zračenje i u obliku topline prenosi u okoliš.

Slide broj 9

Opis tobogana:

Koeficijent učinka (COP). Za ocjenu učinkovitosti uređaja u tehnologiji uvodi se posebna vrijednost - koeficijent učinkovitosti (COP). Koeficijent učinkovitosti je omjer korisne energije pretvorene (rad ili snaga) u svu potrošenu ili potrošenu energiju (rad ili snaga):

Slide broj 10

Opis tobogana:

Učinkovitost se često izražava u postocima (%). Izračunavamo učinkovitost električne žarulje sa žarnom niti prema gore navedenim podacima: h \u003d 4/100 \u003d 0,04 \u003d 4%; Za usporedbu, pokazujemo da je učinkovitost fluorescentne svjetiljke oko 15%, a kod natrijevih vanjskih svjetiljki oko 25%. Krug napajanja svjetiljke dnevnog svjetla

Slide broj 11

Opis tobogana:

Postoji veliki broj električnih grijaćih uređaja, na primjer električni štednjaci, glačala, samovari, kotlovi, grijači, električni pokrivači, sušila za kosu koji koriste toplinski učinak struje. Glavni grijaći element je spirala izrađena od materijala visokog otpora. Postavlja se u keramičke izolatore dobre toplinske vodljivosti, koji se izrađuju u obliku osebujnih perlica. U uređajima dizajniranim za zagrijavanje tekućina, izolirana zavojnica postavljena je u cijevi od nehrđajućeg čelika. Njeni nalazi su također pažljivo izolirani od metalnih dijelova uređaja. Temperatura zavojnice tijekom rada grijača ostaje konstantna. To se objašnjava činjenicom da se vrlo brzo uspostavlja ravnoteža između energije koja se troši iz mreže i količine topline koja se oslobađa prijenosom topline u okoliš.

Slide broj 12

Opis tobogana:

Električni luk. Vrlo učinkovit pretvarač električne energije, koji daje puno topline i svjetlosti, je električni luk. Široko se koristi za električno zavarivanje metala, kao i moćan izvor svjetlosti. Za promatranje električnog luka, dvije ugljene šipke s pričvršćenim žicama moraju biti fiksirane u dobro izolirajućim držačima, a zatim šipke treba spojiti na izvor struje koji daje nizak napon (od 20 do 36 V) i dizajniran je za velike struje (do 20 A). Dosljedno, šipke se moraju uključiti na reostat. Ni u kojem slučaju ugljen se ne može povezati s gradskom mrežom (220 ili 127 V) jer će to dovesti do paljenja žica i požara. Dodirujući ugljenike jedan drugoga, možete vidjeti da su na mjestu kontakta bili vrlo vrući. Ako se u ovom trenutku ugljevi odgurnu, među njima se pojavi svijetli zasljepljujući plamen koji ima oblik luka. Ovaj plamen štetan je za vid. Plamen električnog luka ima visoku temperaturu, na kojoj se topi najviše vatrostalnih materijala, pa se električni luk koristi u pećima na električnim lukovima za taljenje metala. Plamen luka vrlo je svijetao izvor svjetlosti, zbog čega se često koristi u reflektorima, stacionarnim filmskim projektorima itd.

Slide broj 13

Opis tobogana:

Električni krugovi. Električni krugovi uvijek su ocijenjeni za određenu struju. Ako iz nekog ili drugog razloga trenutna jakost u krugu postane više nego dopuštena, tada se žice mogu značajno zagrijati, a izolacija koja ih pokriva može se zapaliti. Razlog značajnog povećanja strujne snage u mreži može biti istodobno uključivanje snažnih potrošača struje, na primjer električne pločice, ili kratki spoj. Kratki spoj je povezivanje krajeva dijela kruga s vodičem, čiji je otpor vrlo mali u usporedbi s otporom dijela kruga. Može doći do kratkog spoja, primjerice, prilikom popravljanja ožičenja ili slučajnog dodira izloženih žica. Otpor kruga tijekom kratkog spoja je neznatan, stoga se u krugu pojavljuje velika jakost struje, dok žice mogu postati vrlo vruće i uzrokovati požar. Da biste to izbjegli, osigurači su uključeni u mrežu. Svrha osigurača je odmah isključiti liniju ako se iznenada struja pokaže višom od dopuštene norme.

Slide broj 14

Opis tobogana:

Razmotrite osigurače uređaja koji se koriste u ožičenju apartmana. Glavni dio osigurača, prikazan na slici, je žica C izrađena od topljivog metala (na primjer, olova) koja prolazi unutar porculanskog čepa P. Utikač ima navojni navoj P i središnji kontakt K. Navoj je povezan sa središnjim kontaktom olovnom žicom. Pluta se uvrta u uložak unutar porculanske kutije, tako da olovna žica predstavlja dio cjelokupnog kruga. Debljina olovnih žica je dizajnirana tako da podnose određenu jačinu struje, na primjer 5, 10 A, itd. Ako struja prelazi dopuštenu vrijednost, tada će se olovna žica rastopiti i krug će biti otvoren. Osigurači s taljenjem vodiča nazivaju se osiguračima.

Slide 1

Završeno: Bakovskaya Julia, učenica 9. razreda. Provjereno: L. Tsipenko, učitelj fizike. 2011. godine
Učinak toplinske električne struje.

Slide 2

Praktična uporaba električne energije temelji se na tri temeljna djelovanja koja se događaju tijekom rada električne struje: toplinskoj, elektromagnetskoj i kemijskoj. Negativno nabijene čestice, koje se obično nazivaju elektroni, prolazeći kroz određenu tvar, stalno se moraju sudarati s atomima, ionima ili molekulama. Nakon sudara, elektroni se usporavaju, prenoseći raspoloživu energiju na elementarne čestice tvari kroz koje protječe električna struja. Dobivena energija pomaže povećati brzinu čestica, tvar se zagrijava.
Proizvodnja topline

Slide 3

Pojačano zagrijavanje vodiča, kako slijedi iz zakona Lenz - Joule, može se dogoditi ne samo zbog prolaska velike struje kroz njega, već i zbog povećanja otpora vodiča. Lošim električnim kontaktom i lošom vezom vodiča električni otpor na tim mjestima znatno se povećava i dolazi do povećanja stvaranja topline. Zbog toga će mjesto labavog spajanja vodiča biti opasno od požara, a značajno zagrijavanje može dovesti do potpunog izgaranja slabo povezanih vodiča.
Grijanje u prijelaznom otporu.

Slide 4

Slide 5

Funkcionalnost toplinske pumpe Kombinirana energija u okruženju osigurava oko 75% toplinske energije toplinske pumpe. Korištenjem samo 25% vanjske energije u obliku električne energije postiže se toplinski kapacitet od 100%. Energija se dobiva iz okolnog zraka, zemlje ili podzemne vode kroz sustave za izmjenu topline. Nakon toga toplina ulazi u ciklus toplinske crpke, gdje se temperatura diže na vrijednosti dovoljne za grijanje.
Primjeri toplinskog djelovanja.

Slide 6

Njegov unutarnji volframova nit ima veliki električni otpor. Teče duž određene niti (spirale), negativno nabijene čestice prenose veliku količinu energije u volframove ione. Volfram žarulja žarulje zagrijava se dok bijelo - žarulja ne svijetli. Ako je trenutna jakost prekomjerna, energija koja se prenosi na volframove ione bit će prevelika da se postojeći ioni tvari jednostavno ne mogu zadržati na svojim izvornim mjestima. Kao rezultat toga, volframova vlakna će se rastopiti.
Žarulja sa žarnom niti.

Slide 7

Osim toga, otpor vodiča ovisi i o njegovoj debljini. Što je veći njegov presjek (debljina) žice, to je bolja vodljivost i manji električni otpor. Ako uključimo nekakav električni uređaj - pločicu, željezo, žarulju sa žarnom niti, tada se struja u postojećem električnom ožičenju kuće određuje trenutnim naponom u električnoj mreži, otporom električnog uređaja i njegovim žicama. Na primjer, glačalo je uključeno. Glavnu ulogu u ovom slučaju igra električni otpor željeza, budući da je otpor opskrbnih žica mali, a napon električne mreže je standardni (za svakodnevni život koristi se naizmjenični napon od 220 volti).

Slide 8