Меню

Тепловое действие тока в быту реферат

Тепловое действие электрического тока

Тепловое действие электрического тока

Еще в девятнадцатом веке опыты по изучению проводимости свидетельствовали, что ток, проходящий по нагрузке, нагревает ее. Исследования показали, что нагревается не только нагрузка, но и проводники.

Тепловое действие электрического тока

Рис. 1. Тепловое действие электрического тока.

Данный факт легко объясним, если вспомнить, что электрический ток – это перемещение зарядов в веществе нагрузки. При движении заряды взаимодействуют с ионами кристаллической решетки, и отдают им часть энергии, которая и переходит в тепло.

Закон Джоуля-Ленца

Поскольку разность потенциалов (напряжение) на нагрузке равна работе, которую совершит единичный заряд, двигаясь по нагрузке, то для вычисления работы тока, необходимо напряжение умножить на заряд, прошедший через нагрузку. Заряд же равен произведению тока, проходящего по нагрузке, на время прохождения. Таким образом:

Детальным изучением теплового действия электрического тока в середине XIXв занимались независимо Д.Джоуль (Великобритания) и Э.Ленц (Россия).

Джоуль и Ленц

Рис. 2. Джоуль и Ленц.

Было выяснено, что если нагрузка неподвижна, то вся работа электрического тока в этой нагрузке перейдет в тепло:

Как правило, напряжение на элементах электрической цепи различно, а ток в ней общий. Поэтому для определения теплового действия удобнее выразить напряжение через ток, учитывая сопротивление:

То есть, количество тепла, образующееся в нагрузке, равно произведению значения тока в квадрате, сопротивления и времени. Этот вывод носит название Закона Джоуля-Ленца.

Иногда ток нагрузки неизвестен, но известно ее сопротивление и подводимое напряжение. В этом случае удобнее выразить ток через известные величины:

и, подставив в формулу выше, получаем:

Из данной формулы можно видеть интересный факт – если в нагревательной плите сгорит часть спирали, и мы просто исключим сгоревшие места, то сопротивление спирали уменьшится, а поскольку напряжение сети останется прежним, то тепло, выделяемое плитой, возрастет. Мощность плитки увеличится.

Использование теплового действия электричества

Тепловое действие электрического тока находит широкое применение, в первую очередь, в нагревательных приборах.

Еще одним важным направлением использования теплового действия являются плавкие предохранители. Если необходимо отключить электрическую цепь при превышение допустимого тока, то в цепь можно включить плавкий предохранитель.

Устройство плавкого предохранителя

Рис. 3. Устройство плавкого предохранителя.

Это небольшая колба из негорючего материала, внутри которой проходит плавкая проволочка или лента, сопротивление которой рассчитано так, чтобы при превышении предельного тока она расплавилась, тем самым разорвав электрическую цепь.

Что мы узнали?

Вся работа тока в неподвижной нагрузке превращается в тепло. Тепловое действие электрического тока по закону Джоуля Ленца пропорционально квадрату тока, сопротивлению и времени. Данное явление широко применяется в плавких предохранителях и нагревательных приборах.

Источник



Тепловое действие тока в быту реферат

  • ГЛАВНАЯ
  • О САЙТЕ
  • КОНТАКТЫ
  • ПРАВИЛА

Реферат на тему:
Тепловое действие тока
Сверхпроводимость
Источники постоянного тока

Электрический ток нагревает проводник. Это явление нам хорошо известно. Объясняется оно тем, что свободные электроны в металлах, перемещаясь под действием электрического поля, взаимодействуют с ионами или атомами вещества проводника и передают им свою энергию. В результате работы электрического тока увеличивается скорость колебаний ионов и атомов и внутренняя энергия проводника увеличивается. Опыты показывают, что в неподвижных металлических проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам, но уже путем теплопередачи. Значит, количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока. Мы знаем, что работу тока рассчитывают по формуле:
А = U•I•t.
Обозначим количество теплоты буквой Q. Согласно сказанному выше Q = A, или Q = U•I•t. Пользуясь законом Ома, можно количество теплоты, выделяемое проводником с током, выразить через силу тока, сопротивление участка цепи и время. Зная, что U = IR, получим: Q = I•R•I•t, т. е. Q=I •R•tКоличество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени. К этому же выводу, но на основании опытов впервые пришли независимо друг от друга английский ученый Джоуль и русский ученый Ленц. Поэтому сформулированный выше вывод называется законом Джоуля — Ленца.
Рассмотрим устройство лампы накаливания. Нагреваемым элементом в ней является свернутая в спираль тонкая вольфрамовая нить 1. Вольфрам для изготовления нити выбран потому, что он тугоплавок и имеет достаточно большое удельное сопротивление. Спираль с помощью специальных держателей 2 укрепляется внутри стеклянного баллона, наполненного инертным газом, в присутствии которого вольфрам не окисляется. Баллон крепится к цоколю 3, к которому припаян один конец токоведущего провода в точке 4. Второй конец провода через изолирующую прокладку 5 припаян к нижнему контакту. Лампа ввертывается в патрон. Он представляет собой пластмассовый корпус А, в котором имеется металлическая гильза Б с резьбой; к ней присоединен один из проводов сети. Патрон контактирует с цоколем 3. Второй провод от сети присоединен к контакту В, который касается нижнего контакта лампы. Лампы накаливания удобны, просты и надежны, но экономически они невыгодны. Так, например, в лампе мощностью 100 Вт лишь небольшая часть электроэнергии (4 Вт) преобразуется в энергию видимого света, а остальная энергия преобразуется в невидимое инфракрасное излучение и в форме тепла передается окружающей среде.
Для оценки эффективности того или иного устройства в технике введена специальная величина — коэффициент полезного действия (КПД). Коэффициентом полезного действия называют отношение энергии, полезно преобразованной (работы или мощности), ко всей потребленной энергии, или затраченной (работе или мощности):
Часто КПД выражают в процентах (%). Вычислим КПД электрической лампы накаливания по данным, приведенным выше: h=4/100=0.04=4%;
Для сравнения укажем, что КПД лампы дневного света примерно 15%, а у натриевых ламп наружного освещения около 25%.
Существует большое число электрических нагревательных приборов, например электрические плиты, утюги, самовары, кипятильники, обогреватели, электрические одеяла, фены для сушки волос, в которых используется тепловое действие тока. Основным нагревательным элементом является спираль из материала с большим удельным сопротивлением. Она помещается в керамические изоляторы с хорошей теплопроводностью, которые изготовлены в виде своеобразных бус. В приборах, предназначенных для нагревания жидкостей, изолированная спираль помещается в трубки из нержавеющей стали. Ее выводы тоже тщательно изолируются от металлических частей приборов. Температура спирали при работе нагревательного прибора остается постоянной. Объясняется это тем, что очень быстро устанавливается баланс между потребляемой из сети электроэнергией и количеством теплоты, отдаваемым путём теплообмена окружающей среде.
Очень эффективным преобразователем электрической энергии, дающим много тепла и света, является электрическая дуга. Ее широко используют для электрической сварки металлов, а также в качестве мощного источника света. Для наблюдения электрической дуги надо два угольных стержня с присоединенными к ним проводами закрепить в хорошо изолирующих держателях, а затем подключить стержни к источнику тока, дающему невысокое напряжение (от 20 до 36 В) и рассчитанному на большие силы тока (до 20 А). Последовательно стержням обязательно надо включить реостат. Ни в коем случае нельзя подключать угли в городскую сеть (220 или 127 В), так как это приведет к сгоранию проводов и к пожару. Коснувшись углями друг друга, можно заметить, что в месте соприкосновения они сильно раскалились. Если в этот момент угли раздвинуть, между ними возникает яркое слепящее пламя, имеющее форму дуги. Это пламя вредно для зрения. Пламя электрической дуги имеет высокую температуру, при которой плавятся самые тугоплавкие материалы, поэтому электрическая дуга используется в дуговых электрических печах для плавки металлов. Пламя дуги является очень ярким источником света, поэтому его часто используют в прожекторах, стационарных кинопроекторах и т. д.
Электрические цепи всегда рассчитаны на определенную силу тока. Если по той или иной причине сила тока в цепи становится больше допустимой, то провода могут значительно нагреться, а покрывающая их изоляция — воспламениться. Причиной значительного увеличения силы тока в сети может быть или одновременное включение мощных потребителей тока, например электрических плиток, или короткое замыкание. Коротким замыканием называют соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи. Короткое замыкание может возникнуть, например, при ремонте проводки под током (рис. 86) или при случайном соприкосновении оголенных проводов. Сопротивление цепи при коротком замыкании незначительно, поэтому в цепи возникает большая сила тока, провода при этом могут сильно накалиться и стать причиной пожара. Чтобы избежать этого, в сеть включают предохранители. Назначение предохранителей — сразу отключить линию, если сила тока вдруг окажется больше допустимой нормы.
Рассмотрим устройство предохранителей, применяемых в квартирной проводке. Главная часть предохранителя, изображенного на рисунке проволока С из легкоплавкого металла (например, из свинца), проходящая внутри фарфоровой пробки П. Пробка имеет винтовую нарезку Р и центральный контакт К. Нарезка соединена с центральным контактом свинцовой проволокой. Пробку ввинчивают в патрон, находящийся внутри фарфоровой коробки Свинцовая проволока представляет, таким образом часть общей цепи. Толщина свинцовых проволок рассчитана так, что они выдерживают определенную силу тока, например 5, 10 А и т.д. Если сила тока превысит допустимое значение, то свинцовая проволока расплавится и цепь окажется разомкнутой. Предохранители с плавящимся проводником называют плавкими предохранителями.
Сверхпроводимость
Сверхпроводи́мость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Известны несколько десятков чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводимость — квантовое явление. Оно характеризуется также эффектом Мейснера, заключающимся в полном вытеснении магнитного поля из объема сверхпроводника. Существование этого эффекта показывает, что сверхпроводимость не может быть описана просто как идеальная проводимость в классическом понимании.
Открытие в 1986—1993 гг. ряда высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) далеко отодвинуло температурную границу сверхпроводимости и позволило практически использовать сверхпроводящие материалы не только при температуре жидкого гелия (4.2 К), но и при температуре кипения жидкого азота (77 К), гораздо более дешевой криогенной жидкости.

Читайте также:  Генератор постоянного тока теория

Источники постоянного тока
Простейшим источником постоянного тока является химический источник (гальванический элемент или аккумулятор), поскольку полярность такого источника не может самопроизвольно измениться.
Для получения постоянного тока используют также электрические машины — генераторы постоянного тока.
В электронной аппаратуре, питающейся от сети переменного тока, для получения постоянного тока используют выпрямитель. Далее для уменьшения пульсаций может быть использовансглаживающий фильтр и, при необходимости, стабилизатор тока или стабилизатор напряжения.Сочинения курсовыеСочинения курсовые

Источник

Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов

Нагревание проводника при прохождении электрического тока. Расчет тепла, выделяющегося в проводе. Преимущества электрического обогрева теплиц и парников. Мощность нагревательного кабеля или ленты. Поддержание температуры и влажности воздуха в инкубаторе.

Рубрика Физика и энергетика
Вид доклад
Язык русский
Дата добавления 05.12.2015
Размер файла 13,9 K
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

«Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов»

Ученик 8 «А» класса

Тепловое действие электрического тока

Количество тепла, выделяющегося в проводе, пропорционально объему провода и приращению температуры, а скорость отдачи тепла в окружающее пространство пропорциональна разности температур провода и окружающей среды.

В первое время после включения цепи разность температур провода и окружающей среды мала. Только небольшая часть тепла, выделяемого током, рассеивается в окружающую среду, а большая часть тепла остается в проводе и идет на его нагревание. Этим объясняется быстрый рост температуры провода в начальной стадии нагрева.

По мере увеличения температуры провода растет разность температур провода и окружающей среды, увеличивается количество тепла, отдаваемое проводом. В связи с этим рост температуры провода все более замедляется. Наконец, при некоторой температуре устанавливается тепловое равновесие: за одинаковое время количество теплоты выделяющегося в проводе становится равным количеству теплоты выделяющемуся во внешнюю среду.

Превращение электрической энергии в тепловую нашло широкое применение в технике и быту.

Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц

Теплица из-за своих размеров, позволяет организовать весь цикл выращивания той или иной культуры в закрытом грунте.

электрический ток теплица инкубатор

В зависимости от вида овощей оптимальная температура в теплице должна составлять днем 16-25°С, а ночью на 4-8°С меньше, чем днем. Высокая температура по ночам и в пасмурные дни провоцирует слишком быстрый рост зеленой массы растения, что приводит к снижению урожайности и качества плодов.

Недорогим и эффективным способом обогрева теплиц и парников следует считать электрический.

Наиболее простыми в использовании являются переносные обогреватели. Некоторые типы электрических нагревателей для теплиц могут работать в режиме циркуляции: нагнетать воздух, не грея его. Эта функция полезна для улучшения микроклимата теплицы в жаркую погоду. Вторым из существующих способов обогрева теплиц, — кабельный обогрев грунта теплиц. Для обогрева грунта теплиц используется кабель с изоляцией из полипропилена, бронёй в виде оплётки из стальных оцинкованных проволок и оболочкой из изолирующего материала, диаметр наружный 6 мм, радиус изгиба 35 мм.

Мощность нагревательного кабеля или ленты не должна превышать 20 Вт/метр.

Третьим способом обогрева с помощью теплового действия электрического тока можно считать применение в теплицах инфракрасных потолочных обогревателей. Небольшого размера, они не занимают полезную площадь (стены, пол теплицы), потому что крепятся на потолке. Применение инфракрасных обогревателей позволяет создавать в теплице разные температурные зоны. Это удобно, в том случае, если в теплице находятся растения, привыкшие к разным температурным условиям (растения из разных климатических поясов). При помощи особого принципа обогрева, потолочные ИК обогреватели прогревают сначала землю, а уже потом окружающий воздух. Инфракрасные обогреватели излучают инфракрасное тепло, прогревающее поверхность грунта, а уже после прогрева грунта тепло передается окружающему воздуху.

Использование теплового действия электрического тока в устройстве инкубаторов

Управление системой увлажнения осуществляется реле увлажнения. Вода поступает каплями в сеточный испаритель на валу вентилятора и разносится им по всему шкафу.

Для домашнего разведения птенцов можно сделать самодельный инкубатор, используя тепловое действие электрического тока. В этом случае электрическая схема инкубатора будет состоять из терморегулятора, электронного термометра, таймера поворотного механизма и блока питания. Блок управления находящийся вне инкубатора, соединяется с ним гибким кабелем.

Внутри инкубатора находятся: нагреватель, вентилятор для принудительного циркулирования нагретого воздуха, двигатель поворотного механизма с редуктором для наклона лотков с яйцами, лампа освещения, датчики температуры терморегулятора и термометра.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Тепловое действие электрического тока. Сущность закона Джоуля-Ленца. Понятие теплицы и парника. Эффективность использования тепловентиляторов и кабельного обогрева грунта теплиц. Тепловое воздействие электрического тока в устройстве инкубаторов.

презентация [50,7 K], добавлен 26.11.2013

Образование электрического тока, существование, движение и взаимодействие заряженных частиц. Теория появления электричества при соприкосновении двух разнородных металлов, создание источника электрического тока, изучение действия электрического тока.

презентация [54,9 K], добавлен 28.01.2011

Понятие электрического тока как упорядоченного движения заряженных частиц. Виды электрических батарей и способы преобразования энергии. Устройство гальванического элемента, особенности работы аккумуляторов. Классификация источников тока и их применение.

презентация [2,2 M], добавлен 18.01.2012

Условия, необходимые для существования электрического тока. Достоинства и недостатки параллельного соединения проводников. Единица силы тока. Работа электрического тока в замкнутой электрической цепи. Закон Ома для участка цепи. Химическое действие тока.

презентация [398,2 K], добавлен 07.02.2015

Определение плотности тока на поверхности и на оси провода. Численное значение частоты тока. Влияние обратного провода на поле в прямом проводе. Особенности распространения электромагнитной волны в проводящей среде. Плотность тока и напряженности поля.

задача [46,9 K], добавлен 06.11.2011

Понятие электрического тока, выбор его направления, действие и сила. Движение частиц в проводнике, его свойства. Электрические цепи и виды соединений. Закон Джоуля-Ленца о количестве теплоты, выделяемое проводником, закон Ома о силе тока на участке цепи.

презентация [194,6 K], добавлен 15.05.2009

Сущность магнетизма, поле прямого бесконечно длинного тока. Форма правильных окружностей, описываемых силовыми линиями электрического поля элемента тока. Структура латентного поля тока. Закон Био-Савара, получение «магнитного» поля из электрического.

реферат [2,2 M], добавлен 04.09.2013

Источник

Доклад на тему: « Использование электрического тока в быту »

Доклады Электрический ток

« ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА В БЫТУ »

Выполнил ученик 10 «В» класса

Электричество – это энергия несущая силу и следовательно потенциальную опасность.

С цивилизацией к нам в дом пришло электричество. Оно даёт нам тепло, свет и силу, но с приходом этих благ приходят и опасности связанные с электричеством. Поэтому необходимо и в этой сфере проявлять бдительность для выживания в быту. Для начала нужно определиться с тем, что же такое электричество, в нашем случае электрический ток.

Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц (электронов)

Свойства электричества

Электрический ток проходя через проводник нагревает его, что и влечёт последующие изменения изоляции, которые выливаются в технические неисправности и аварии.

Перегрузки электрической сети помогают «сжигать» изоляцию. Она усыхает, трескается и осыпается оголяя провода, а они уже являются прямыми «убийцами» стремящиеся сделать короткое замыкание со всем с чем прикоснуться.

Разные полюса не должны соприкасаться, электрическому току нужно обязательно пройти через какое либо устройство, чтобы сила тока соответствовала норме (т. е. ток должен отдать кому то свою силу). Когда ток идёт по проводам (имеющим определённое сопротивление) то уже отдаёт расчитанную силу, которая и вызывает его определённое нагревание. Точно также происходит при проходе через приспособления (лампы, плиты, телевизор и т. д.) которые мы используем в быту.

Все приборы в быту имеют своё сопротивление для прохождения тока. Измеряется оно кОм (килоомами), а сопротивление проводов – Ом (омами).

Если вдруг происходит «короткое замыкание», то сила тока (измеряется в А – амперах) резко увеличивается в несколько тысяч раз с выделение большого количества тепла (что зачастую и является причиной пожаров и прочих несчастных случаев. Поэтому всегда необходимо расчитывать, распределять и следить за нагрузкой электропроводки.

Причиной «короткого замыкания» может быть не только из-за перегрузки в сети, но и от неправильного соединения токоведущих концов, износа изоляции, перекручивания, влажность.

Опасность электрического тока заключается в основном, как электрический разряд который способен остановить работу сердца и дыхания. На это достаточно напряжения 36 вольт. Необходимо также знать, что убивает сила электрического тока, а не его напряжение.

Многим известны искры возникающие вследствие использования синтетической одежды, при соприкосновении с разными предметами и т. д. которые создают неприятные у нас ощущения. Этот ток называется статическим, его разряды могут достигать до 7000 В, а при работе с радио приборами всего лишь при напряжении 20 В какой то разряд может чувствительно «кольнуть», потому что сила тока там больше.

При сильном электрическом ударе ток проходящий через организм вызывает резкое сокращение скелетных, дыхательных мышц и мышц сердца. Этот внезапный спазм и влечёт за собой все остальные изменения в организме. Именно по этой причине человек схвативший оголённый электрический провод не в состоянии его отпустить и чем выше сила тока, тем сильнее спазм.

Длительность контакта с электрическим током конечно же имеет значение тоже и порой может быть решающим для выживания. Поэтому нужно об этом помнить и принимать быстрые и правильные действия по оказании неотложной помощи.

Интересен факт, что влияние на мозг электрического тока безболезненно, но тем не менее очень разрушительно. Встречаются также факты, когда люди выдерживают смертельные дозы силы электрического тока и напряжения без особого труда.

Есть объяснения этого феномена, которые сводятся к разным факторам среди которых есть место и особые свойства кожи, и волевые усилия и т. д., но нам для выживания эта информация не очень важна, т. к. главное в выживании не преодолеть трудность, а избежать опасность (преодоление является как дополнительным средством для выживания).

Важно помнить ещё один момент. Какая бы не была изоляция электрический ток всегда проходит в той или иной степени. Поэтому имея перчатки и изоляционный коврик не думайте, что вы полностью застрахованы. В случае скачков напряжения сила тока может подскочить в десятки раз (сила тока измеряется в А – амперах)

При воздействии тока высокого напряжения, происходят термические явления, а именно для организма это ожоги.

В бытовых условиях наличие перчаток и резиновой обуви (сухой) значительно обезопасит вас при работе с электричеством. Главное не стать участком замкнутой цепи потока электрического тока.

Действия при виде человека находящегося под воздействием электрического тока, сводятся к следующему:

1. Вырубить подачу электрического тока (центральный или локальный)

2. Помните пространство вокруг пострадавшего может быть опасным (мокрым, провода оголённые и т. д.)

3. С помощью изолированного предмета (палки) удалить электрический провод.

4. Вынести пострадавшего вне опасной зоны (не касайтесь открытых участков тела, только за сухую одежду) и применить методы неотложной помощи.

5. Помните, что возможно шоковое состояние и человек может пытаться много говорить, идти. Нужно его удержать до прибытия квалифицированной помощи.

Опасной зоной является поверхность в радиусе 1 метра (мокрой около 3-х) при упавшем проводе. Если это провод (ЛЭП), то как правило человека уже не спасти, потому что ток очень большой силы. На крыше вагона электропоезда напряжение около 27000 В также создает опасную зону, это стоит знать любителям «прокатиться на крыше».

Все промышленные электрические приборы изготавливаются в соответствии определённых стандартов в целях безопасности. Поэтому используя их нужно строго следовать инструкциям к ним приложенным.

Самодельные электрические приборы могут быть потенциально опасными, поэтому к ним нужно относится особенно бдительно.

Все электрические приборы должны иметь выключатели и иметь заземление.

Правила обращения с электричеством:

1. Уважайте силу электрического тока. Внимательно следите за своими действиями и движениями. Понимайте, что делаете.

2. При ремонте или замене деталей в электроприборах отключайте его от источника питания. При необходимости используйте свет от фонарика работающего от батареек.

Получить полный текст Подготовиться к ЕГЭ Найти работу Пройти курс Упражнения и тренировки для детей

3. Избегайте хватать сразу 2 провода, даже если они «вроде» отключены от сети. Проверьте ещё раз.

4. Располагайте провода отдельно, во избежание случайного соприкосновения неизолированных концов.

5. После соединения проводов сразу изолируйте и только потом приступайте к соединению следующей пары.

6. В качестве изоляции не используйте канцелярские липкие ленты.

7. Вода является опасным «соседом» для электричества, поэтому максимально удаляйте их друг от друга.

8. Сохраняйте в целости все виды проводок (изоляции) и соединений.

9. Нельзя использовать мокрые электрические приборы.

Основная часть современной лампы накаливания – спираль из тонкой вольфрамовой проволоки. Вольфрам – тугоплавкий металл, его температура плавления 3387 ° С. В лампе накаливания вольфрамовая спираль нагревается до 3000 ° С, при такой температуре она достигает белого каления и светится ярким светом. Спираль помещают в стеклянную колбу, из которой выкачивают насосом воздух, чтобы спираль не перегорала. Но в вакууме вольфрам быстро испаряется, спираль становится тоньше и тоже сравнительно быстро перегорает. Чтобы предотвратить быстрое испарение вольфрама, современные лампы наполняют азотом, иногда – криптоном или аргоном. Молекулы газа препятствуют выходу частиц вольфрама из нити, т. е. разрушению накаленной нити.

Промышленность выпускает лампы накаливания на напряжение 220 и 127 В (для осветительной сети), 50 В (для железнодорожных вагонов), 12 и 6 В (для автомобилей), 3,5 и 2,5 В (для карманных фонарей).

Тепловое действие тока используют в различных электронагревательных приборах и установках. В домашних условиях широко применяют электрические плитки, утюги, чайники, кипятильники. В промышленности тепловое действие тока используют для выплавки специальных сортов стали и многих других металлов, для электросварки. В сельском хозяйстве с помощью электрического тока обогревают теплицы, кормозапарники, инкубаторы, сушат зерно, приготовляют силос.

Основная часть всякого нагревательного электрического прибора – нагревательный элемент. Нагревательный элемент представляет собой проводник с большим удельным сопротивлением, способный, кроме того, выдерживать, не разрушаясь, нагревание до высокой температуры (до °С). Чаще всего для изготовления нагревательного элемента применяют сплав никеля, железа, хрома и марганца, известный под названием нихром » . Удельное сопротивление нихрома р = 1,1 (Oм • мм)/ м, что примерно в 70 раз больше удельного сопротивления меди. Большое удельное сопротивление нихрома дает возможность изготовлять из него весьма удобные – малые по размерам – нагревательные элементы.

В нагревательном элементе проводник в виде проволоки или ленты наматывается нa пластинку из жароустойчивого материала: слюды, керамики. Так, например, нагревательным элементом в электрическом утюге служит нихромовая лента, от которой нагревается нижняя часть утюга.

Электрические цепи всегда рассчитаны на определенную силу тока. Если пo той или иной причине сила тока в цепи становится больше допустимой, то провода могут значительно нагреться, а покрывающая их изоляция – воспламениться.

Причиной значительного увеличения силы тока в сети может быть или одновременное включение мощных потребителей тока, например электрических плиток, или короткое замыкание. Коротким замыканием называют соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало, пo сравнению с сопротивлением участка цепи. Короткое замыкание может возникнуть, например, при ремонте проводки под током или при случайном соприкосновении оголенных проводов.

Сопротивление цепи при коротком замыкании незначительно, поэтому в цепи возникает большая сила тока, провода при этом могут сильно накалиться и стать причиной пожара. Чтобы избежать этого, в сеть включают предохранители.

Назначение предохранителей – сразу отключить линию, если сила тока вдруг окажется больше допустимой нормы. Рассмотрим устройство предохранителей, применяемых в квартирной проводке.

Главная часть предохранителя – проволока С из легкоплавкого металла (например, из свинца), проходящая внутри фарфоровой пробки П. Пробка имеет вихтовую нарезку Р и центральный контакт К. Нарезка соединена с центральным контактом свинцовой проволокой. Пробку ввинчивают в патрон, находящийся внутри фарфоровой коробки.

Свинцовая проволока представляет, таким образом, часть общей цепи. Толщина свинцовых проволок рассчитана так, что они выдерживают определенную силу тока, например 5 А, 10 А и т. д. Если сила тока превысит допустимое значение, то свинцовая проволока расплавится и цепь окажется разомкнутой.

Предохранители с плавящимся проводником называют плавкими предохранителями, в котором перегоревшую деталь можно заменять. Еще есть предохранители, действие которых основано нe на плавлении, а на тепловом расширении тел при нагревании ( слайд №8 ). Предохранители располагают нa специальном щитке, устанавливаемом у самого ввода проводов в квартиру, называемом счетчиком. В каждый из проводов последовательно включают отдельный предохранитель. Некоторые люди вместо настоящих предохранителей вставляют «жучки», т. е. различные проволочки. Этого делать нельзя, т. к. обычная проволока при резком возрастании силы тока не перегорает и электрическая цепь не прерывается, следовательно произойдет возгорание проводов всей проводки, а это ведет к пожару.

Получить полный текст Подготовиться к ЕГЭ Найти работу Пройти курс Упражнения и тренировки для детей

Если с предохранителями в квартире все в порядке, то люди могут спокойно пользоваться различными электрическими приборами.

Тело человека и животных очень хорошо проводит электрический ток, поскольку содержит ионные растворы. Характер и глубина воздействия электрического тока на организм человека зависит от силы и рода тока и времени его действия, пути прохождения через тело человека, физического и психологического состояния последнего. Наибольшую опасность представляет прохождение тока через мозг и те нервные центры, которые контролируют дыхание и сердце человека. Смерть человека может наступить при силе тока 0,1А (100 мА). Особенно опасны участки, расположенные на висках, спине, тыльных сторонах рук, голенях, затылке и шее. Их сопротивление существенно меньше, чем у остальных частей тела. Самыми уязвимыми у человека являются, так называемые, акупунктурные точки на шее и мочках ушей: при ударе током в эти точки смертельным может оказаться даже напряжение 10–15 В.

Сопротивление человеческого тела не имеет постоянного значения. Оно зависит от состояния человека, его кожи, наличия на ее поверхности пота, содержания алкоголя в крови. Сухая, огрубевшая кожа имеет высокое сопротивление, а тонкая, нежная и влажная – низкое. Снижается сопротивление и при различных повреждениях кожи (порезы, царапины, ссадины). При сухой и неповрежденной коже сопротивление тела человека от пальцев одной руки до пальцев другой составляет 100000 Ом и выше. Если же руки потные, то сопротивление между ними оказывается равным 1500 Ом и ниже. Каждому из этих случаев соответствует свое смертельное напряжение.

Опасность поражения током требует обязательного соблюдения правил безопасного труда при работе с электрическими цепями. Прикоснувшись к проводнику, находящемуся под напряжением, человек включает себя в электрическую цепь.

Переменный ток более опасен , чем постоянный. Напряжение, действующее при соприкосновении с одним полюсом или фазой источника тока, называется напряжением прикосновения. В случае, когда человек оказывается вблизи упавшего на землю провода, находящегося под напряжением, возникает опасность поражения шаговым напряжением. Напряжение шага – это напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Такую цепь создает растекающийся по земле от провода ток. Оказавшись в зоне растекания тока, человек должен соединить ноги вместе и, не спеша выходить из опасной зоны так, чтобы при передвижении ступня одной ноги не выходила полностью за ступню другой. При случайном падении можно коснуться земли руками, чем увеличить разность потенциалов и опасность поражения. Действие электрического тока на организм характеризуется основными поражающими факторами: электрический удар, приводящий к судорогам, остановке дыхания и сердца; электрические ожоги; механическое воздействие; биологическое действие тока выражается в раздражении и перевозбуждении нервной системы.

При поражении человека электрическим током нужно освободить пострадавшего от проводника с током. В первую очередь следует обесточить проводник. Если отключить его невозможно, надо срочно отделить от него пострадавшего, используя сухие палки, веревки и другие средства. Можно взять пострадавшего за одежду, если она сухая и отстает от тела, не прикасаясь при этом к металлическим предметам и частям тела, не покрытым одеждой. При оказании помощи надо изолировать себя от «земли», встав на непроводящую ток подставку (сухая доска, сухая резиновая обувь и т. п.), и обернуть руки сухой тканью. Пострадавшему обеспечить покой и наблюдение за пульсом и дыханием.

Чтобы избежать поражения электрическим током, необходимо все работы с электрическим оборудованием и приборами проводить после отключения их от электрической сети. Электроприборы и электромашины в доме, ванной и на кухне – потенциальные источники опасности. Стоя под душем или держась одной рукой за водопроводный кран, опасно мокрым пальцем даже дотрагиваться до неисправного выключателя.

Однако действие электрического тока на человеческий организм может быть не только отрицательным, но и положительным. Во время медицинского обследования в современной поликлинике и при жалобах пациентов на сердечные или головные боли врачи обязательно снимают электрокардиограмму или энцефалограмму – сигналы небольших биологических токов, протекающих в сердце или головном мозге. Сравнивая форму сигналов определенного участка организма в здоровом и больном состоянии, легко установить причину заболевания. Посредством электрических раздражений мозга (электрошоком) лечат некоторые психические заболевания. Кратковременные высоковольтные электрические разряды через сердце помогают иногда предотвратить смерть пациента при тяжелом нарушении сердечной деятельности. При радикулите, невралгии и некоторых других заболеваниях применяют гальванизацию (электрофорез): приложив к пациенту электроды, пропускают через него слабый постоянный ток. Это оказывает болеутоляющий эффект, улучшает кровообращение.

Источник