.
Коли в провіднику йде струм, то вільні заряджені частинки, рухаючись під дією електричного поля, зіштовхуються з іншими частинками і передають їм частину своєї енергії. У результаті середня швидкість хаотичного (теплового) руху частинок речовини збільшується – провідник нагрівається.
Теплову дію струму вивчали англійський фізик Джеймс Джоуль і російський фізик Емілій Ленц. Незалежно один від одного вони дійшли однакового висновку.
Закон Джоуля – Ленца
Кількість теплоти, яка виділяється в провіднику внаслідок проходження струму, прямо пропорційна квадрату сили струму, опору провідника й часу проходження струму:
Q=I^2 Rt
Q –кількість теплоти, яка виділяється провідником зі струмом;
І– сила струму у провіднику;
R – опір провідника;
t – час проходження струму.
Інші формули випливають із Закон Джоуля – Ленца:
Q=UIt; Q=U^2/R t
Можна користуватися тільки в тому випадку, коли вся електрична енергія витрачається на нагрівання.
Якщо ж на ділянці кола є споживачі енергії, в яких виконується механічна робота або відбуваються хімічні реакції, даними формулами користуватися не можна.
2. Електронагрівальні пристрої
Питання класу
Яке практичне значення має закон Джоуля – Ленца?
Теплова дія струму використовується в різних електронагрівальних пристроях (праски, плити, чайники, електричні каміни, рефлектори, лампи накалювання).
Основною частиною будь-якого електронагрівника є нагрівальний елемент.
За законом Джоуля – Ленца кількість теплоти Q, що виділяється в нагрівальному елементі, обчислюється за формулою Q = I2Rt, отже, змінюючи час нагрівання або силу струму в нагрівальному елементі, можна регулювати температуру нагрівника.
3. Коротке замикання та запобіжники
Якщо увімкнути відразу кілька потужних споживачів, загальний опір кола суттєво зменшиться, відповідно сила струму в колі значно збільшиться.
Коротке замикання – різке збільшення сили струму в колі.
Коротке замикання може виникнути у випадку порушення ізоляції проводів або під час ремонту елементів електричного кола, які перебувають під напругою.
Щоб уникнути пожежі у випадку короткого замикання або перевантаження електричного кола, а також не допустити псування споживачів електричної енергії під час небезпечного збільшення сили струму, використовують запобіжники.
Запобіжники – пристрої, які розмикають коло, якщо сила струму в ньому збільшиться понад норму.
Автоматичні запобіжники.
Робоча частина автоматичного запобіжника – біметалева пластина. у разі збільшення сили струму понад норму біметалева пластина вигинається, в результаті чого коло розмикається. Після охолодження запобіжник знову можна повернути в робочий стан.
Плавкі запобіжники, які застосовують в радіотехніці. Уздовж осі скляної трубочки з металевими наконечниками натягнутий тонкий дріт із легкоплавкого матеріалу
Помощь по сайту