01. Электризация тел при соприкосновении. Взаимодействие заряженных тел. Два рода зарядов
14 мин
02. Электроскоп. Проводники и непроводники электричества
17 мин
03. Электрическое поле (Гребенюк Ю. В.)
14 мин
04. Электрическое поле (Ерюткин Е. С.)
9 мин
05. Делимость электрического заряда. Строение атомов
19 мин
06. Объяснение электрических явлений (Гребенюк Ю. В.)
15 мин
07. Объяснение электрических явлений (Ерюткин Е. С.)
15 мин
08. Электрический ток. Источники электрического тока (Гребенюк Ю. В.)
19 мин
09. Электрический ток. Источники электрического тока (Ерюткин Е. С.)
15 мин
10. Электрическая цепь и её составные части
14 мин
11. Электрический ток в металлах. Действия электрического тока. Направление тока
15 мин
12. Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр (Гребенюк Ю. В.)
14 мин
13. Сила тока. Единицы силы тока (Ерюткин Е. С.)
12 мин
14. Амперметр. Измерение силы тока (Ерюткин Е. С.)
12 мин
15. Электрическое напряжение
13 мин
16. Электрическое сопротивление проводника. Единица сопротивления
10 мин
17. Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка цепи (Гребенюк Ю. В.)
15 мин
18. Зависимость силы тока от напряжения. Закон Ома для участка цепи (Ерюткин Е. С.)
10 мин
19. Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление
14 мин
20. Реостаты
12 мин
21. Последовательное соединение проводников
16 мин
22. Параллельное соединение проводников
11 мин
23. Смешанное соединение проводников. Расчёт электрических цепей
12 мин
24. Решение задач на тему: «Электрическое сопротивление. Закон Ома»
15 мин
25. Решение задач по теме: «Смешанное соединение проводников»
18 мин
26. Работа электрического тока
8 мин
27. Мощность электрического тока
12 мин
28. Решение задач по теме: «Работа и мощность электрического тока»
13 мин
29. Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца (Гребенюк Ю. В.)
14 мин
30. Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца (Ерюткин Е. С.)
12 мин
31. Лампа накаливания. Электрические нагревательные приборы
14 мин
32. Короткое замыкание. Предохранители
11 мин
33. Решение задач по теме «Электрические явления»
21 мин
34. Варианты контрольной работы «Электрические явления»
16 мин
35. Магнитное поле прямого проводника. Магнитные линии (Гребенюк Ю. В.)
14 мин
36. Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии (Ерюткин Е. С.)
15 мин
37. Магнитное поле катушки с током. Электромагниты
9 мин
38. Применение электромагнитов
7 мин
39. Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов. Магнитное поле Земли
18 мин
40. Действие магнитного поля на проводники с током. Электрический двигатель
12 мин
41. Повторение темы «Электромагнитные явления» (Гребенюк Ю. В.)
19 мин
42. Повторение темы «Электромагнитные явления» (Ерюткин Е. С.)
11 мин
43. Контрольная работа по теме «Электромагнитные явления»
13 мин
Видео доступно по абонементу
металлические. Электрический ток в металлических проводниках – это направленное, упорядоченное движение заряженных частиц – электронов (отрицательно заряженные частицы). Когда электроны протекают по проводнику, он нагревается, т. е. металлические проводники нагреваются при протекании тока.
жидкие проводники (растворы и расплавы). В этих проводниках направленное движение зарядов составляют ионы. Это атомы, у которых либо избыток, либо недостаток электронов. Аналогично, если в жидких проводниках протекает электрический ток, то происходит нагревание проводников.
газы (при определенных условиях). Электрический ток обусловлен движением ионов и электронов. Нагревается пространство, где протекает электрический ток. Все три случая, которые мы рассмотрели, подтверждают одно общее правило.
Электрический ток при протекании по проводникам увеличивает их внутреннюю энергию. В соответствие можно привести работу электрического тока, работу электрического поля и количество теплоты, которое выделяется в проводниках.
Чем больше сила тока, тем больше количество теплоты, выделившееся в проводнике.
Эксперимент состоял в том, что три одинаковых по своим геометрическим размерам, но выполненные из разных материалов проводника включены последовательно. Через проводники течет электрический ток. При последовательном соединении проводников сила тока во всех участках будет одинакова (рис. 1).
На первый взгляд количество теплоты тоже должно было быть одинаковым, однако это не так (рис. 2). Следовательно, количество теплоты зависит не только от силы тока, а так же от еще одной характеристики проводника – электрического сопротивления.
Эти опыты независимо друг от друга провели два ученых, англичанин Джоуль (рис. 3) и русский ученый Ленц Эмиль Христианович (рис. 4). Результаты получены одинаковые, поэтому закон получил название этих двух ученых – закон Джоуля-Ленца.
В результате экспериментов было получено уравнение:
;
Q – количество теплоты [Дж] I – сила тока [А] R – электрическое сопротивление [Ом] t – время [c]
Формула для вычисления количество теплоты в точности соответствует формуле по вычислению работы электрического тока.
;
По закону Ома, сила тока определяется как отношение напряжения к сопротивлению.
Напряжение можем выразить как произведение
Подставив выражение для напряжения в формулу для работы электрического тока, получаем следующую зависимость:
И эта формула полностью соответствует закону Джоуля-Ленца:
Следовательно, количество теплоты и работа соответствуют друг другу. В некотором случае работа электрического тока равна количеству теплоты, которое выделяется на проводнике.
Существуют и другие формулы для определения работы, однако только эту формулу мы можем называть законом Джоуля-Ленца. Дело все в том, что количество теплоты – это изменение внутренней энергии проводника (проводник находится в состоянии покоя). А если мы рассматриваем проводник, который не только нагревается, а еще и движется, то в этом случае работа определяет уже полное действие на этот проводник (движение, энергию, другие формы превращения энергии).
При протекании электрического тока частицы движутся в металлических, жидких и газообразных проводниках. Они взаимодействуют с окружающими частицами, у которых нет направленного и упорядоченного движения. Эти взаимодействия и превращаются в тепло.
Закон Джоуля-Ленца: количество теплоты, которое выделяется в проводнике, равно произведению квадрата силы тока в этом проводнике, умноженному на сопротивление проводника и на время, в течение которого этот ток протекает по проводнику.
Список литературы
Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. Физика 8. – М.: Мнемозина.
Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
Домашнее задание
П. 53, вопросы 1–4 – стр. 125 задание 27 (1). Перышкин А.В. Физика 8. М.: Дрофа, 2010.
В электрической печи при напряжении 220 В сила тока 30 А. какое количество теплоты выделит печь за 10 минут?
Как изменится количество теплоты, выделяемое проводником с током, если силу тока в проводнике увеличить в 2 раза?