Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого шел ток

План.

1. Работа тока.

2. Мощность тока.

3. Закон Джоуля - Ленца.

Работа тока. Электрический ток получил такое широкое применение потому, что он несет с собой энергию. Эта энергия может быть превращена в любую форму.

При упорядоченном движении заряженных частиц в проводнике электрическое поле совершает работу. Ее принято называть работой тока. Сейчас мы напомним сведения о работе и мощности тока.

Рассмотрим произвольный участок цепи. Это может быть однородный проводник, например нить лампы накаливания, обмотка электродвигателя и др. Пусть за время t через поперечное сечение проводника проходит заряд q. Электрическое поле совершит при этом работу A=qU (U- напряжение между концами участка проводника). Так как сила тока I = q/t, то эта работа равна:

А = IUt.

Согласно закону сохранения энергии эта работа должна быть равна изменению энергии рассматриваемого участка цепи. Поэтому энергия, выделяемая на данном участке цепи за время t, равна работе тока.

Если на участке цепи не совершается, механическая работа и ток не производит химических действий, то происходит только нагревание проводника. Нагретый проводник отдает тепло окружающим телам.

Мощность тока. Любой электрический прибор (лампа, электродвигатель и т.д.) рассчитан на потребление определенной энергии в единицу времени. Поэтому, наряду с работой тока, очень важное значение имеет

понятие мощность тока. Мощность тока равна отношению работы

тока ко времени прохождения тока.

Согласно этому определению мощность тока Р = A/t.

Из этой формулы очевидно, что мощность тока выражается в ваттах (Вт).

Это выражение для мощности тока можно переписать в нескольких эквивалентных формах, используя закон Ома для участка цепи:

P = IU= I²R= U²/R.

На большинстве приборов указана потребляемая ими мощность.

Закон Джоуля - Ленца. Закон, определяющий количество теплоты, которое выделяет проводник стоком в окружающую среду, был впервые установлен экспериментально английским ученым Д. Джоулем и русским ученым Э. X. Ленцем. Закон Джоуля - Ленца формулируется следующим образом: количество теплоты, выделяемое проводником с током,равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику:

Q= I²Rt.

Нагревание током проводника обусловлено взаимодействием носителей тока со встречными атомами или ионами вещества. В результате этого взаимодействия внутренняя энергия проводника возрастает и он нагревается. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающей среде. Эта энергия представляет собой то количество теплоты которое определяется по законам Джоуля- Ленца.

Мы получили этот закон с помощью рассуждений, основанных на законе сохранения энергии. Формула позволяет вычислить количество теплоты, выделяемое на любом участке цепи, содержащем какие угодно проводники.

Контрольные вопросы:

1. Что называют работой тока?

2. Что такое мощность тока?

3. В каких единицах выражается мощность тока?

Тест «Тепловые явления»

1).Какое движение молекул и атомов в твердом состоянии вещества называется тепловым движением?

а) Беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с различными скоростями;

б) беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с одинаковыми скоростями

при одинаковой температуре;

в) колебательное движение частиц в различных направлениях около определенных положений

равновесия;

г) движении частиц в направлении от места с более высокой температурой к месту с более

низкой температурой.

2). От чего не зависит внутренняя энергия тела?

а) От скорости поступательного движения тела;

б) от энергии беспорядочного движения частиц, из которых состоит тело;

в) от энергии взаимодействия частиц, из которых состоит тело;

г) от энергии беспорядочного движения частиц и от энергии их взаимодействия.

3).Какой физический параметр определяет количество теплоты, выделяющееся при сгорании 1кг вещества?

а) удельная теплота сгорания;

б) удельная теплота парообразования;

в) удельная теплота плавления;

г) удельная теплоёмкость.

4).Какая температура принята за 0⁰С?

а) температура льда;

б) температура тела человека;

в) температура тающего льда при нормальном атмосферном давлении;

г) температура тающего льда, перемешанного с солью.

5).Как обогревается комната радиатором центрального отопления?

а) тепло выделяется радиатором и распространяется по всей комнате;

б) обогревание комнаты осуществляется только за счёт явления теплопроводности;

в) обогревание комнаты осуществляется только путём конвекции;

г) энергия от батареи теплопроводностью передаётся холодному воздуху и конвекцией распределяется по всей комнате.

6).Каким способом осуществляется передача энергии от Солнца к Земле?

а) теплопроводностью;

б) излучением;

в) конвекцией;

г) работой;

д) всеми перечисленными выше способами.

7).Как изменяется внутренняя энергия вещества при переходе из твердого состояния в жидкое при постоянной температуре?

а) у разных веществ изменяется по-разному;

б) может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от внешних условий;

в) остаётся постоянной; г) увеличивается;

д) уменьшается.

8).Какое движение молекул и атомов в газообразном состоянии вещества называется тепловым движением?

а) беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с различными скоростями;

б) беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с одинаковыми скоростями при одинаковой температуре;

в) колебательное движение частиц в разных направлениях около положений равновесия;

г) движение частиц в направлении от места с более высокой температурой к месту с более низкой температурой.

9).Как изменится скорость испарения жидкости при повышении её температуры, если остальные условия останутся без изменения?

а) увеличится;

б) уменьшится;

в) останется неизменной;

г) может увеличиться, а может и уменьшиться.

10). Какая температура принята за 100 ⁰С?

а) температура тающего льда;

б) температура тающего льда при нормальном атмосферном давлении;

в) температура кипящей воды;

г) температура кипящей воды при нормальном атмосферном давлении.

Дата добавления: 2017-01-14