☰ Содержание · Физика

Нагреватели и домашняя сеть

Уроки 36–37 · 2 урока · П. К. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Д. Бахромов, Ж. Э. Усаров, К. Т. Суяров, М. К. Юлдашева. Физика: учебник для 8 класса общеобразовательных школ, переработанное и дополненное 3-е издание. Творческий издательско-полиграфический дом «O‘qituvchi», Ташкент, 2019
36

Практическое применение закона Джоуля–Ленца

Учебник: с. 102–104
ЦельЗнай устройство и принцип действия электронагревательных приборов и из чего сделан их нагревательный элемент.
Новые слова
нагревательный элемент · qizdirgich elementнихром · nixromэлектрический чайник · elektr choynakпайка · kavsharlash
Объяснение

Главная часть таких приборов, как электрический чайник, утюг, плита или паяльник, — нагревательный элемент: проволока или лента в виде спирали. Его действие основано на законе Джоуля–Ленца: когда течёт ток, выделяется теплота Q = I²Rt. Для нагревателя применяют материал с большим удельным сопротивлением, который не плавится и не сгорает при высокой температуре (нихром, ρ = 1,1 Ом·мм²/м); проволока с малым ρ, например медная, нагревалась бы недостаточно. Спираль наматывают на жаростойкую изоляцию, чтобы горячая часть не касалась корпуса и пользователя. Паяльник расплавляет металл для соединения деталей; при электросварке огромный ток дугой плавит металл, что очень опасно, и выполнять её может только специалист в защитной одежде. Детям нельзя пользоваться такими приборами без взрослых: можно обжечься и вызвать пожар.

Примеры
У нагревателя R = 55 Ом при U = 220 В: P = U²/R = 220² : 55 = 880 Вт; I = U : R = 220 : 55 = 4 А.
Нужно сделать спираль R = 44 Ом из нихромовой проволоки (ρ = 1,1 Ом·мм²/м, S = 0,5 мм²): l = R·S : ρ = 44 · 0,5 : 1,1 = 20 м.
Работа в классе

Вместе со взрослым составь список нагревательных приборов дома (чайник, утюг, фен) и перепиши в тетрадь надписи об их мощности. Не включай и не вскрывай приборы.

Упражнения
1
На каком законе работают нагревательные приборы?
2
У нагревателя R = 40 Ом и I = 5 А. Чему равна его мощность в Вт?
3
Нихромовая проволока (ρ = 1,1 Ом·мм²/м) имеет l = 10 м и S = 0,5 мм². Чему равно её сопротивление в Ом?
4
Почему нагревательный элемент делают из нихрома, а не из меди?