Prin efect Joule(Prin efect Joule(electrotermicelectrotermic) -conductoarele străbătute de ) -conductoarele străbătute de curent electric se încălzesc curent electric se încălzesc dedeggaajjându-se enerându-se energgia( W ),sub ia( W ),sub formă de căldură:formă de căldură:

Pe baza efectului Joule funcţionează numeroase aparate electrocasnice (al căror rol este încălzirea):

R=rezistenţa conductorului, I=intensitatea curentului electric, t=timp, U=tensiune

radiatorul,fierul de călcat, ciocanul de lipit, becul,

etc.

fierbătorul electric, blender-ul de cafea

t IRW 2

Energia Electrica - Aplicatiile Efectului Joule

t IUW:sau

Pentru cea mai bună vizualizare a lecţiei, apăsaţi tasta F5

Intr-un circuit cu baterie-cu tensiunea electromotoare Intr-un circuit cu baterie-cu tensiunea electromotoare E E şi rezistenţa internă şi rezistenţa internă r, r, şi consumator cuşi consumator cu rezistenţa Rrezistenţa R Se degajă energia,sub formă de căldură: W=RI²t –în consumator W=rI²t – în sursă(baterie) W=(R+r)I²t – în întregul circuit Puterea degajată: P=RI² –în consumator, şi P=rI²t – în sursă P=(R+r)I²t – în întregul circuit ,

Schema electrică:

+

Căldura,si Energia se măsoară în Joule, iar Puterea în wattTensiunea: U=IR ,

Intensitatea: pe o porţiune de circuitRUI

rREI

Intensitatea curentului electric în întregul circuit

Prin Prin Efect ElectrotermicEfect Electrotermic conductoarele dintr-un conductoarele dintr-un circuit se înccircuit se încălzesc, dar nu în mod egal.ălzesc, dar nu în mod egal. Cel mai mult se încălzesc materialele cu rezistivitate(mare: din

wolfram (filamentele becurilor), şi din crom-nichel (din care sunt confecţionate radiatoare,reşouri)

Cel mai puţin se încălzesc conductoarele din cupru şi aluminiu-cu rezistivitate mică- (din care sunt confecţionate cablurile electrice din locuinţe-pentru a nu se produce incendiu la un scurtcircuit-, şi cablurile de alimentare a aparatelor electrice)

In plus, conductoarele mai subţiri se încălzesc mai mult (deoarece au rezistenta R=L/S mai mare*)

* S= aria secţiunii conductorului, L= lungimea şi, rezistivitate

. Schema electrică a uscătorului de păr :

Unele aparate funcţionează atât pe baza efectului Joule ,cât şi pe baza efectului magnetic, de exemplu uscătorul de păr (care încălzeşte aerul, dar îl şi ventilează), maşina de spălat automată (care încălzeşte apa înainte de a porni motorul electric)

220V c.a.

Rezistorul încălzeşte

Motorul ventileazăÎntrerupătoare

O altO altă aplicaţie a ă aplicaţie a Efectului Electrotermic este siguranEfectului Electrotermic este siguranţa ţa fuzibilă-care protejează locuinţele sau aparatele fuzibilă-care protejează locuinţele sau aparatele electrice de scurtcircuiteelectrice de scurtcircuite În caz de scurtcircuit, siguranţa se topeşte şi curentul electric se întrerupe,

evitându-se astfel un incendiu sau distrugerea aparatelor electriceFirul conductor din interiorul siguranţei trebuie să fie suficient de subţire-pentru a proteja eficient locuinţa pentru ca firele subţiri se încălzesc mai mult şi se topesc mai rapid în caz de scurtcircuit

Exerciţii

2. Dacă trebuie să înlocuiţi cablul de alimentare al unui radiator ce fel de cablu e bine să alegeţi:subţire sau gros? Şi din ce material? Explica de ce !

•1. Explica de ce firele conductoare care alimentează becul unei veioze se încălzesc foarte puţin (dacă s-ar încălzi şi ele ca şi filamentul-până la incandescenţă s-ar topi izolaţia producând scurtcircuit !!)

33. I.. I. Ce rol are siguran Ce rol are siguranţa fuzibilă din locuinţe? ţa fuzibilă din locuinţe? II.II. Este bine ca firul conductor al Este bine ca firul conductor al siguransiguranţei să fie foarte gros? A) Da , B) ţei să fie foarte gros? A) Da , B) Nu , C) Depinde de temperatura din locuinţă. Explică de ce !Nu , C) Depinde de temperatura din locuinţă. Explică de ce !

III. Din ce material e bine să fie firul conductor al III. Din ce material e bine să fie firul conductor al siguransiguranţei ? A) oţel; ţei ? A) oţel; B)crom-nichel; C) cupru ; D) wolframB)crom-nichel; C) cupru ; D) wolfram

Exerciţii 4.Un radiator cu rezistenţa R=44este conectat la

o priză( tensiune 220V) timp de 3 ore. I. Radiatoarele funcţionează pe baza efectului A)electrotermic(Joule) , B) magnetic , C) chimic II. Calculaţi intensitatea curentului prin radiator III. Câtă energie,sub forma de căldură degajă

radiatorul? IV. Calculaţi puterea radiatorului5. Câtă energie, sub formă de căldură degajă un fier de călcat cu puterea 400w şi tensiunea nominală 220V în 10minute? Calculaţi şi intensitatea curentului electric prin fierul de călcat

Exerciţii 6. Un bec cu rezistenţa R=29şiintensitatea nominală I=0,2A este

conectat la o baterie cu rezistenţa internă r =1 I. Câtă căldură degajă becul în 2 ore? II. Câtă căldură se degajă prin efect Joule în întregul circuit în 2 ore? III. Cât este tensiunea electromotoare ( E) a bateriei

7. I. Reprezentaţi Schema electrică a circuitului din fotografie este:

II. Daca bateria are tensiunea electromotoare 1,5V şi rezistenţa internă r =0,5W, iar becul are intensitatea nominală I=0,2A , calculati rezistenţa electrica a becului

III. Câtă energie electrica sub forma de căldură degajă becul în 10minute?

întrerupător

AceastAceastă lecţie face parte dintr-un set de lecţii pentru gimnaziu şi ă lecţie face parte dintr-un set de lecţii pentru gimnaziu şi liceu destinat îmbunătăţirii predării fizicii cu ajutorul liceu destinat îmbunătăţirii predării fizicii cu ajutorul calculatorului. calculatorului. Lecţiile computerizate pot conţine simulări de procese fizice, Lecţiile computerizate pot conţine simulări de procese fizice, experimente virtuale, animaţii, imagini sugestive, şi sunt concepute experimente virtuale, animaţii, imagini sugestive, şi sunt concepute şi pentru a fi mai atractive pentru elevi.şi pentru a fi mai atractive pentru elevi.Orice sugestie, observaţie, sau întrebare despre Orice sugestie, observaţie, sau întrebare despre aceastaceastă lecţie puteţi ă lecţie puteţi trimite pe adresa autorului acestui set de lecţii : trimite pe adresa autorului acestui set de lecţii : laurentziu_roshu@yahoo.comlaurentziu_roshu@yahoo.com Prin observaţiile dvs. puteţi contribui la perfecţionarea acestui set Prin observaţiile dvs. puteţi contribui la perfecţionarea acestui set de lecţii . Vă mulţumescde lecţii . Vă mulţumesc

Pentru a vedea pagina anterioara, faceţi click pe săgeată

ATENŢIE: Pentru cea mai bună vizualizare a lecţiei de tip ppt, apăsaţi tasta F5