Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца. Лампа накаливания.

Электрический ток нагрев проводника А тока внутр. энергии Q выделяется Q= А А = UIt U = IR Q = UIt = Q = I Rt 2 закон Джоуля-Ленца

А медь сталь никелин - + Вещество Удельное сопротивление, Ом * мм 2 /м Нагрев медь 0,017 слабый сталь 0,1 средний никелин 0,42 сильный Нагревание проводников электрическим током зависит от их сопротивления. Чем больше сопротивление проводника, тем сильней он нагревается. Чтобы проводник нагревался сильней, он должен обладать большим удельным сопротивлением.

Вещество Удельное сопротивление, Ом * мм 2 /м Температура плавления Применение медь 0, Соединительные провода алюминий 0,028660Соединительные провода вольфрам 0, Нить накала в эл. лампах никелин 0,42400Реостаты нихром 1,11100Нагревательные элементы электрических бытовых приборов (эл. печей, плиток, паяльников и т.д.) фехраль 1,31100Мощные электронагревательные устройства промышленных печей Фарфор ? Нагревательный элемент представляет собой проводник с большим удельным сопротивлением и высокой температурой плавления.

Проводник Нагреватель Изолятор Проводник Любой электронагреватель состоит из пары проводников с низким сопротивлением (для подвода энергии), соединенных проводником с высоким сопротивлением (собственно нагревателем), а в остальных местах разделенных изолятором. При этом вся конструкция (по крайней мере в зоне нагрева) должна выдерживать рабочую температуру нагревателя.

I = */R U = A/* I = */t P = */t P = I* P = *R A = *q Q = I** * = IR 1 к Вт = Вт 1МВт = Вт 250 мА = А 1 м Вт = Вт 1МОм = Ом 0,7 к Ом = Ом Вставить пропущенные в формулах буквы. Выразить единицы измерения.

Лампа накаливания

а)б) Две лампочки сопротивлением 80 Ом и 160 Ом включены в цепь: а) последовательно; б) параллельно. В какой из них выделится больше тепла?

Тела при температуре 800° С начинают излучать свет. У светящейся вольфрамовой нити температура 2 700° С; на поверхности Солнца – 6 000° С; звезды имеют температуру более ° С. Путь развития искусственного освещения был долгим и сложным. С доисторических времен и до середины ХIХ века человек применял для освещения своего жилища: пламя факела; лучину; масляный светильник; свечу; керосиновую лампу.

Первыми электрическими лампами были лампы накаливания, которые служат нам до сих пор. Их свет считается оптимальным для восприятия человеческим глазом. Но у них есть один существенный недостаток: приблизительно 95% их энергии преобразуется в тепло, и лишь 5% остается на долю света.

Лодыгин Александр Николаевич (1847 – 1923) Лампа Лодыгина У электрической лампочки нет одного-единственного изобретателя. История лампочки представляет собой целую цепь открытий, сделанных разными людьми в разное время. Лодыгин первым предложил применять в лампах вольфрамовые нити и закручивать нить накаливания в форме спирали. Лодыгин первым стал откачивать из ламп воздух, чем увеличил их срок службы во много раз. Другим изобретением Лодыгина, направленным на увеличение срока службы ламп, было наполнение их инертным газом.

(1847 – 1931) Томас Эдисон 1879 год Изобретатель – Томас Эдисон – «Лампа накаливания»

23 марта 1876 года Павел Николаевич Яблочков ( ) получил первый в мире патент на изобретение электрической лампы. Русский электротехник П.Н. Яблочков изобрел лампу с электрической дугой, названную «свечой Яблочкова». Такие свечи в 1878 году были установлены на улицах и площадях Парижа, а потом они появились в Москве и Петербурге. Лампу П.Н. Яблочкова в Европе современники называли «русским светом», в России «русским солнцем» год Лампа с электрической дугой – «Свеча П.Н.Яблочкова»

1. Вольфрамовая спираль 2. Стеклянный баллон 3. Цоколь лампы 4. Основание цоколя 5. Пружинящий контакт Устройство современной лампочки накаливания

1. Что общего в устройстве и принципе действия всех ламп накаливания? 2. Почему для изготовления спирали берут вольфрам? 3. Почему из стеклянного баллона откачивают воздух? 4. Почему баллон заполняют инертным газом? 5. Что означают цифры на цоколе или баллонах ламп? 6. На какие напряжения рассчитаны лампы накаливания, выпускаемые промышленностью? Вопросы:

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

Галогенные лампы В последнее время получают распространение галогенные (в частности йодные) лампы, в которых баллон заполнен парами йода. Йод способен соединяться с вольфрамом при низкой температуре, образуя йодид вольфрама. Это обеспечивает возврат вольфрама на нить и увеличивает срок службы нити. Галогенные лампы светятся ярче и дольше обычных. В настоящее время галогенные лампы находят широкое применение в прожекторах, на крыльях самолетов, в автомобильных фарах, а также в обычных светильниках и подсветках дома.

Газосветные лампы В газосветных лампах используется свойство разреженных газов светиться при прохождении через них электрического тока Свет, излучаемый такой лампой, зависит от природы газа. Неон дает – красный; аргон – синий; гелий – желтый цвет. Эти лампы нашли себе применение для устройства вывесок, реклам, иллюминации. Наша промышленность выпускает также лампы, в стеклянных трубках которых находятся разряженные ртутные пары. Эти лампы получили название люминесцентных ламп. Они более экономичные. Их КПД около 20 %.

Энергосберегающие лампы преимущества: невысокое выделение тепла, что дает возможность ставить лампы большой мощности в компактные светильники и светильники с хрупким стеклом; экономия до 80% электроэнергии при том же уровне освещенности; срок службы, превышающий срок службы ламп накаливания от 6 до 15 раз; равномерное и мягкое рассеяние света; возможность давать свет разной цветовой температуры. экономия средств.

Лампа накаливания Преимущества: малая стоимость небольшие размеры ненужность пускорегулирующей аппаратуры быстрый выход на рабочий режим невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт) отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе не боятся низкой температуры окружающей среды Недостатки: низкая световая отдача относительно малый срок службы хрупкость и чувствительность к удару придаёт свету желтоватый оттенок при термоударе или разрыве нити под напряжением возможен взрыв баллона лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 40 Вт 145 °C, 75 Вт 250 °C, 100 Вт 290 °C, 200 Вт 330 °C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается еще сильнее.

Замена ламп накаливания на энергосберегающие лампы. Тариф 2,1 руб/кВт ч

Сколько может работать электрическая лампочка? Без перерыва и замены? Год, два? 107 лет! Именно столько работает лампа, установленная в пожарном депо города Ливермора в штате Калифорния. Лампочка из Ливермора впервые была установлена на свое рабочее место еще в 1901 году. Над миром катились войны, революции, мировые кризисы, а она все светила и светила. В настоящий момент ее можно увидеть на пожарной станции по адресу 4550 Ист-Авеню. Необычно долгий срок жизни позволил занять ей свое место в книге рекордов Гиннеса – как самой старой и работающей лампе в мире. Лампочка - долгожитель Обычная электрическая лампочка живет всего-то около 1000 часов!..

Д/З: п. 54, вопросы устно; Ф-8, А.В.Перышкин