Девятый класс
  1. Механика  1.1. Движение  1.1.1. Виды движения  1.1.2. Расстояние и перемещение  1.1.3. Скорость и вектор скорости  1.1.4. Ускорение  1.1.5. Графическое представление движения  1.1.6. Уравнения движения  1.1.7. Равномерное и неравномерное движение  1.1.8. Свободное падение и ускорение свободного падения  1.1.9. Relative speed  1.1.10. Circular motion  1.2. Законы силы и движения  1.2.1. Понятие силы  1.2.2. Первый закон Ньютона  1.2.3. Newton's second law of motion  1.2.4. Третий закон Ньютона  1.2.5. Инерция и виды инерции  1.2.6. Motion  1.2.7. Conservation of momentum  1.2.8. Применение законов Ньютона в повседневной жизни  1.2.9. Types of Forces (Contact and Non-Contact)  1.2.10. Friction and its effects  1.3. Гравитационная сила  1.3.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.3.2. Важность гравитационной силы  1.3.3. Ускорение из-за гравитации  1.3.4. Свободное падение и невесомость  1.3.5. Масса и вес  1.3.6. Изменение g с высотой и глубиной  1.3.7. Kepler's laws of planetary motion  1.3.8. Satellites and their orbits  1.4. Work, Energy and Power  1.4.1. Понятие работы  1.4.2. Положительные и отрицательные действия  1.4.3. Работа, совершаемая постоянной и переменной силой  1.4.4. Энергия и ее формы  1.4.5. Кинетическая и потенциальная энергия  1.4.6. Закон сохранения энергии  1.4.8. Коммерческая единица энергии  1.4.9. Теорема о работе и энергии  1.5. Простые механизмы  1.5.1. Types of simple machines  1.5.2. Механическое преимущество  1.5.3. Эффективность машин  1.5.4. Рычаги и их типы  1.5.5. Блоки и наклонные плоскости  1.5.6. Шестерни и их применение
  2. Свойства материи  2.1. Состояния материи  2.1.1. Solids, liquids and gases  2.1.2. Свойства различных состояний вещества  2.1.3. Изменение состояния вещества  2.1.4. Плазма и конденсат Бозе — Эйнштейна  2.2. Плотность и давление  2.2.1. Понятие плотности и относительной плотности  2.2.2. Давление в твердых телах, жидкостях и газах  2.2.3. Pascal's law and its applications  2.2.4. Атмосферное давление и его вариации  2.2.5. Surface tension and capillarity  2.3. Плавучесть и принцип Архимеда  2.3.1. Выталкивающая сила  2.3.2. Закон Архимеда  2.3.3. Применения принципа Архимеда  2.3.4. плавучие и тонущие объекты  2.3.5. Теория плавания и принцип Архимеда
  3. Теплота и термодинамика  3.1. Температура и тепло  3.1.1. Концепция тепла и температуры  3.1.2. Измерение температуры  3.1.3. Шкалы температуры  3.2. Heat transfer  3.2.1. Проводимость тепла  3.2.2. Конвекция тепла  3.2.3. тепловое излучение  3.2.4. Применения теплообмена  3.2.5. Теплопроводность  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Расширение твердых тел, жидкостей и газов  3.3.2. Abnormal expansion of water  3.3.3. Применение теплового расширения  3.4. Удельная теплоемкость и скрытая теплота  3.4.1. Концепция удельной теплоемкости  3.4.2. Измерение и применение удельной теплоемкости  3.4.3. Latent heat of fusion and vaporization  3.4.4. Тепловые двигатели и эффективность
  4. Волны и звук  4.1. Waves and their types  4.1.1. Механические и электромагнитные волны  4.1.2. Продольные и поперечные волны  4.1.3. Свойства волн  4.1.4. Длина волны, частота и скорость волны  4.1.5. Наложение волн  4.2. Звуковые волны  4.2.1. Природа и передача звука  4.2.2. Скорость звука в различных средах  4.2.3. Отражение звука и эхо  4.2.4. Sonar and ultrasound  4.2.5. Резонанс и пульсация  4.3. Характеристики звука  4.3.1. Интенсивность, громкость и качество звука  4.3.2. Эффект Доплера в звуке
  5. Освещение и оптика  5.1. Отражение света  5.1.1. Законы отражения  5.1.2. Отражение от плоского зеркала  5.1.3. Отражение от сферического зеркала  5.1.4. Формирование изображения вогнутыми и выпуклыми зеркалами  5.1.5. Применения отражения  5.2. Преломление света  5.2.1. Законы преломления  5.2.2. Показатель преломления  5.2.3. Преломление через стеклянную плиту  5.2.4. Refraction in water and air  5.2.5. Lenses and their types  5.2.6. Image formation by convex and concave lenses  5.2.7. Total internal reflection and its applications  5.3. Дисперсия и рассеяние света  5.3.1. Спектр белого света  5.3.2. Prisms and Dispersion  5.3.3. Эффект Тиндаля и голубое небо
  6. Электричество и магнетизм  6.1. Электрический заряд и статическое электричество  6.1.1. Понятие электрического заряда  6.1.2. Зарядка трением, контактом и индукцией  6.1.3. Электроскоп и его работа  6.2. Current Electricity  6.2.1. Понятие электрического тока  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Факторы, влияющие на сопротивление  6.2.4. Последовательные и параллельные схемы  6.2.5. Тепловой эффект электрического тока  6.2.6. Электрическая мощность и энергия  6.3. Магнетизм  6.3.1. Естественные и искусственные магниты  6.3.2. Свойства магнитов  6.3.3. Earth's magnetism  6.3.4. Magnetic field and field lines  6.3.5. Электромагниты и их применение
  7. Современная физика  7.1. структура атома  7.1.1. Atomic Structure and Subatomic Particles  7.1.2. Электроны, протоны и нейтроны  7.1.3. Модель Резерфорда и Бора  7.2. Радиоактивность  7.2.1. Types of radioactive emissions  7.2.2. Период полураспада и радиоактивный распад  7.2.3. Использование и опасности радиации
  8. Space science and astronomy  8.1. Вселенная и ее компоненты  8.1.1. Звезды и галактики  8.1.2. Planets and Solar System  8.2. Спутники  8.2.1. Естественные и искусственные спутники  8.2.2. Использование спутников

Девятый класс → Электричество и магнетизм → Current Electricity ↓


Тепловой эффект электрического тока


Проще говоря, тепловой эффект электрического тока — это важное явление, при котором электрическая энергия преобразуется в тепловую энергию. Этот эффект широко используется в приборах, таких как обогреватели, тостеры и электрические духовки.

Когда электрический ток проходит через проводник, генерируется тепло. Это происходит из-за сопротивления, с которым сталкиваются электрические заряды при прохождении через проводник. Чем выше сопротивление, тем больше тепла выделяется. Давайте разберем этот концепт более подробно, чтобы понять, как он работает и как используется в повседневных устройствах.

Концепция электрического сопротивления

Чтобы понять тепловой эффект, сначала нужно понять понятие электрического сопротивления. Электрическое сопротивление — это сопротивление, которое материал оказывает потоку электрического тока. Единица измерения сопротивления — ом, обозначаемая символом Ω.

Когда мы говорим, что материал имеет высокое сопротивление, это означает, что он оказывает большое сопротивление потоку зарядов, в то время как низкое сопротивление означает, что через материал легко протекает ток.

Формула выделяемого тепла

Количество тепла, выделяемого электрическим током в проводнике, можно рассчитать по закону Джоуля. Этот закон гласит, что тепло, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени протекания тока. Формула выглядит следующим образом:

H = I 2 * R * t

Где:

  • H — тепло, выделенное в джоулях (J).
  • I — ток в амперах (A).
  • R — сопротивление в омах (Ω).
  • t — время в секундах (s).

Визуализация тока и сопротивления

Давайте поймем концепцию протекания электрического тока через проводник с сопротивлением, используя простую диаграмму.

Батарейка Сопротивление

На этой диаграмме синие круги представляют собой электроны, движущиеся через проводник, испытывающие сопротивление, которое вызывает выделение тепла.

Практический пример

Пример 1: Электронагреватель

Электронагреватели используют тепловой эффект тока. Когда электричество проходит через катушку проволоки с высоким сопротивлением в нагревателе, она нагревается и излучает тепло в окружающую зону.

Пример 2: Лампа накаливания

В лампе накаливания электричество проходит через вольфрамовую нить, которая имеет очень высокое сопротивление. Благодаря этому сопротивлению нить накаляется и излучает свет.

Пример 3: Электрический утюг

В электрическом утюге, когда электрический ток проходит через сопротивляющую катушку или полосу, выделяется тепло, которое используется для глажки одежды.

Факторы, влияющие на тепловой эффект

На количество тепла, выделяемого в проводнике, влияют несколько факторов:

  • Ток: Чем больше поток тока, тем больше тепла выделяется.
  • Сопротивление: Более высокое сопротивление в проводнике вызывает большее выделение тепла.
  • Время: Чем дольше протекает ток, тем больше тепла будет выделено.

Математический пример

Рассмотрим расчетный пример, чтобы увидеть, как тепловой эффект рассчитывается на практике:

Предположим, через резистор 3 Ω течет ток 2 А в течение 10 секунд. Сколько тепла выделится?

H = I 2 * R * t = 2 2 * 3 * 10 = 4 * 3 * 10 = 120 J

Следовательно, выделяется 120 джоулей тепла.

Применение теплового эффекта

Тепловой эффект используется в различных устройствах и приложениях, включая:

  • Электропечи: Используются в производственной промышленности для плавки металлов и других веществ.
  • Паяльник: Используется в электронике для соединения компонентов.
  • Электроплита: Используется в кухонных приборах для получения тепла, необходимого для приготовления пищи.

Соображения безопасности

Хотя тепловой эффект полезен, он также может быть опасен, если его не контролировать должным образом:

  • Избыточное тепло может повредить электрическое оборудование и вызвать пожар.
  • Перегрузка цепи может вызвать перегрев проводов, создавая потенциальную опасность.

Снижение потерь тепла

Снижение потерь тепла в электрических цепях часто важно для повышения эффективности. Некоторые стратегии включают:

  • Использование материалов с низким сопротивлением для проводов.
  • Проектирование цепей для минимизации ненужного электрического тока.
  • Использование правильной изоляции для предотвращения утечки тепла.

Заключение

Тепловой эффект электрического тока — важный принцип в физике и играет ключевую роль во многих повседневных устройствах и промышленных процессах. Понимание этого концепта помогает нам проектировать и использовать устройства, работающие на электрическом нагреве, безопасно и эффективно.


Девятый класс → 6.2.5


U
username
0%
завершено в Девятый класс

← Предыдущий (6.2.4)
Последовательные и параллельные схемы
Следующий (6.2.6) →
Электрическая мощность и энергия

Комментарии 



Тепловой эффект электрического тока

https://www.physicsflow.com/g9/6.2.5?pfal=ru