Legea lui Joule – lenea. Legea Joule-Lenz și aplicarea ei Ce tipuri de conexiuni ale conductorilor

Slide 2

Planul lecției: Testarea cunoștințelor; legea Joule-Lenz; Aplicarea efectului termic al curentului electric. Lampa incandescentă; Aplicarea legii Joule-Lenz în producția de sudare; Armarea materialului acoperit; Rezolvarea unei probleme calitative folosind MS Excel; Analiza rezultatelor obtinute.

Slide 3

Studiu frontal: 1. Cum se pornește un procesor de foi de calcul? 2. Cum setați adresa celulei? 3. Cum se introduce o formulă într-o celulă? 4. Cum se introduce o diagramă? 5. Cum să alegi un tip de diagramă? 6. Cum se imprimă un grafic și un tabel?

Slide 4

Descoperirea legii Joule-Lenz

James Joule (fizician englez) în 1841

Slide 5

Legea Joule-Lenz: A = UIt La conductorii staționari, toată munca efectuată de curent se duce doar la încălzirea conductorilor, adică la creșterea energiei interne a acestora. Având în vedere că U = IR (din legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit)

Slide 6

Q = I2Rt Cantitatea de căldură generată de un conductor purtător de curent este egală cu produsul dintre pătratul curentului, rezistența conductorului și timpul. Legea Joule-Lenz:

Slide 7

1. Q = I2Rt 3. Q = U2t/R 2. Q = UIt

Slide 8

Fragment video „Legea Joule-Lenz”

Slide 9

Spiral de tungsten Cilindru de sticlă Baza lămpii Baza bazei Contact cu arc Designul unui bec modern cu incandescență 2 1 3 4 5

Slide 10

Studiu frontal: două fire de aceeași lungime și secțiune transversală - fier și cupru - sunt conectate în paralel. Care dintre ele va elibera mai multă căldură? 2. S-a scurtat spirala aragazului electric. Cum se va schimba cantitatea de căldură eliberată în ea dacă placa este pornită la aceeași tensiune? 3. Cum se manifestă efectul termic al curentului? In ce conditii se respecta? 4. De ce se încălzește conductorul când trece curentul? 5. De ce, atunci când curentul electric trece printr-un conductor, conductorul se lungește?

Slide 11

Problema nr. 1 Câtă căldură va fi eliberată într-o oră într-un conductor cu o rezistență de 10 ohmi la un curent de 2 A? Rezolvarea problemelor: Problema nr. 2 Ce rezistență trebuie conectată la o rețea cu o tensiune de 220 V, astfel încât 66 kJ de căldură să fie eliberată în ea în 10 minute?

Prezentare pentru lecție

Atenţie! Previzualizările diapozitivelor au doar scop informativ și este posibil să nu reprezinte toate caracteristicile prezentării. Dacă sunteți interesat de această lucrare, vă rugăm să descărcați versiunea completă.

Ţintă: rezumați și repetați materialul pe tema „Legile DC”, învățați elevii să explice conceptele de muncă și putere curentă, să identifice legea Joule-Lenz bazată pe teoria electronică clasică și să aplice cunoștințele teoretice în practică.

Sarcini:

• Educational: introducerea conceptelor de lucru și putere a curentului electric; derivarea legii Joule-Lenz; îmbunătățirea abilităților de rezolvare a problemelor; repetați conceptele fizice de bază pe această temă.
• De dezvoltare: dezvoltarea abilităților elevilor în gestionarea activităților lor de învățare; dezvoltarea vorbirii orale și scrise, gândirea logică; îmbunătățirea abilităților practice în rezolvarea problemelor; capacitatea de a evidenția principalul lucru din materialul studiat.
• Educational: să dezvolte abilitățile de comunicare în timpul lucrului în echipă; urmărirea unui scop; activarea activitatii cognitive prin continutul si gradul de complexitate al sarcinilor.

Tip de lecție: lectie de invatare a materialelor noi.

Resurse pentru lecție: manuale si materiale didactice de la diferiti autori, calculator, proiector multimedia, ecran.

Metode și tehnici metodologice: lucru independent cu text, lucru individual, lucru în grup, completarea tabelelor, îndeplinirea sarcinilor de testare, lucrul în perechi; mesajele elevilor, o poveste cu elemente de conversație.

Rezultate planificate:

Subiect:

• cunoașteți conceptul de funcționare și putere DC;
• identifica legea Joule-Lenz.

Metasubiect:

• să fii capabil să-ți asculți interlocutorul și să conduci un dialog; să fie capabil să recunoască posibilitatea unor puncte de vedere diferite;
• să utilizeze diverse metode de căutare, colectare, prelucrare, analiză și interpretare a informațiilor în conformitate cu obiectivele lecției;
• să vă puteți exprima opinia și să vă argumentați punctul de vedere
• să utilizeze în mod activ mijloacele informaționale și TIC pentru a rezolva probleme comunicative și cognitive.

Personal:

• dezvoltarea abilităților de cooperare cu profesorul și colegii în diverse situații; capacitatea de a evita crearea de conflicte și de a găsi o cale de ieșire din situații controversate;
• să dezvolte o atitudine respectuoasă față de opiniile altor persoane;
• exercita autocontrolul, controlul reciproc
• evaluează-ți realizările din lecție.

I. Etapa organizatorică

1. Prezentarea profesorului

• Ce ramură a fizicii studiem? (Electrodinamică)
• Ce întrebări am luat în considerare în ultimele lecții? (Curentul electric, Puterea curentului, Condițiile necesare existenței curentului electric, Legea lui Ohm, Rezistență, Conexiuni ale conductoarelor)

În lecția de astăzi vom continua să studiem capitolul „Legile curentului continuu”. Dar mai întâi, să trecem în revistă puțin conceptele de bază, formulele și definițiile.

2. Actualizarea cunoștințelor

A) Sondaj frontal pe următoarele întrebări:

1. Ce se numește curent electric? (Curentul electric este mișcarea ordonată și direcționată a particulelor încărcate.)
2. Principalele efecte ale curentului electric? Dă exemple/ (Termic, magnetic, chimic, mecanic, fiziologic.)
3. Condiții de existență a curentului electric? ( 1. Prezența taxelor gratuite. 2. Prezența unui câmp electric.)
4. De ce depinde rezistența electrică a unui conductor? (1. Din lungimea conductorului. 2. Din zona secțiunii transversale a conductorului. 3. În funcție de tipul de material.)

5. În ce conexiune sunt toți conductorii sub aceeași tensiune? (Conductorii sunt la aceeași tensiune atunci când sunt conectați în paralel: U 1 = U 2 = U.)

6. Aparat de măsurare a tensiunii? (Tensiunea este măsurată folosind un voltmetru, care este conectat la circuitul paralel cu secțiunea în care urmează să fie măsurată tensiunea.)

7. Formulați legea lui Ohm pentru o secțiune a circuitului: ( - Cu Puterea curentului I este direct proporțională cu tensiunea aplicată U și invers proporțională cu rezistența conductorului.

8. Aparat pentru măsurarea curentului? (Intensitatea curentului este măsurată folosind un ampermetru, care este conectat în serie cu dispozitivul în care urmează să fie măsurată puterea curentului.)

Bravo, ți-ai amintit materialul din ultima lecție, iar acum haideți să finalizăm sarcinile de pe carduri urmate de autotest. Aveți coli de hârtie cu teme pe birouri, semnați-vă numele pe ele. si incepeti sa le completam, in 5 minute vom incepe verificarea.

B) Muncă independentă urmată de autotest ( Anexa 1 )

Opțiunea 1. 1. B, 2. C, 3. C, 4. B, 5. A. 6. C.
Opțiunea 2. 1. B, 2. C, 3. B, 4. A, 5. B, 6. B.

II. Organizarea activității cognitive

– Ascultă acum poezia și încearcă să răspunzi despre ce este vorba:

Spirala a devenit roșie fierbinte,
Deși nu a ars mult timp.
Înlocuindu-și mâna, simte căldura,
Vă întrebați: „Câtă căldură generează bobina?”
Nu-ți este greu să găsești răspunsul,
Din ce lege decurge?

- Bravo, ai ghicit despre ce vom vorbi azi.
– Ce concepte trebuie introduse pentru a trece la studiul acestei legi? (Conceptul de muncă și putere)
Deci, deschide-ți caietele, notează data și subiectul lecției noastre de astăzi: „Funcționare și putere DC. legea Joule-Lenz"
Ce întrebări ar trebui să luăm în considerare în clasă? (Răspunsurile copiilor)
Ai absoluta dreptate. Uită-te la ecran, există întrebări în fața ta la care trebuie să răspundem în timpul lecției:

Lucrul cu manualul

Întrebări:

1. Ce face un câmp electric care poate mișca o particulă încărcată de-a lungul unei linii de forță? (Loc de munca)

2. Cum este desemnată munca? Desemnat: A

3. Cum se deduce formula pentru lucrul curentului?



4. Pe baza formulei, formulați o definiție a muncii curente.

Munca efectuată de curent pe o secțiune a circuitului este egală cu produsul dintre curent, tensiune și timpul în care a fost efectuată lucrarea.

5. De ce curentul electric încălzește un conductor?

Câmpul electric acționează cu forță asupra electronilor liberi, care încep să se miște într-o manieră ordonată, participând simultan la mișcarea haotică, accelerând în intervalele dintre ciocnirile cu ionii rețelei cristaline. Energia mișcării direcționate dobândită de electroni sub influența unui câmp electric este cheltuită pentru încălzirea conductorului, deoarece ciocnirile ulterioare ale ionilor cu alți electroni măresc amplitudinea oscilațiilor acestora și, în consecință, temperatura întregului conductor.
În conductoarele metalice staționare, toată munca efectuată de curent duce la creșterea energiei lor interne. Conductorul încălzit eliberează energia primită către corpurile din jur (prin transfer de căldură). Aceasta înseamnă că cantitatea de căldură generată de conductorul prin care trece curentul este egală cu munca efectuată de curent.

6. Cum se exprimă tensiunea în termeni de curent și curent în termeni de tensiune folosind legea lui Ohm?



Ce formulă este mai convenabilă de utilizat pentru o conexiune în serie și care pentru o conexiune paralelă? De ce?

– la conectarea conductoarelor în serie, deoarece În acest caz, puterea curentului este aceeași în toți conductorii.
– la conectarea conductoarelor în paralel, deoarece Tensiunea pe toți conductorii este aceeași.

7. Pe ce bază poate fi derivată legea Joule-Lenz?

Dacă notăm cantitatea de căldură cu litera Q. Atunci Q = A, sau . Apoi, folosind legea lui Ohm, cantitatea de căldură generată de un conductor care poartă curent poate fi exprimată prin puterea curentului, rezistența secțiunii circuitului și timp. Știind că U = IR, obținem: Q =

Care este sensul fizic al legii?

Cantitatea de căldură generată de un conductor purtător de curent este egală cu produsul dintre pătratul curentului, rezistența conductorului și timpul în care curentul trece prin conductor.

Pentru lecția noastră, fetele au pregătit rapoarte despre oameni de știință care au contribuit la descoperirea legii.

Rapoartele elevilor(cm. Prezentare , slide 19)

• „Viața și opera lui Lenz” (Chelysheva Natalya)
• „Viața și opera lui Joule” (Alekhina Evgenia)

Să trecem la analiza problemei puterii actuale

Deci, orice aparat electric este proiectat să consume o anumită energie pe unitatea de timp, adică. la o anumită putere.
– Desemnat și măsurat: [P] = [W].
– găsit prin formula:
Puterea curentului este egală cu raportul dintre munca efectuată de curent și timpul de trecere a curentului.
Formula pentru putere poate fi, de asemenea, rescrisă în mai multe forme echivalente:



Este indicată puterea aparatelor electrice în pașapoartele lor.

4. Consolidare primară

1. Deci, pe baza materialului lecției, completați datele lipsă din tabel ( Anexa 2 ):



Să verificăm dacă este completat corect. (Vocile unui student)
2. Vă prezentăm atenției un puzzle de cuvinte încrucișate. Să rezolvăm. ( Anexa 3 )

3. Să trecem la rezolvarea problemelor.

• Aflați timpul în care un curent continuu a trecut prin conductor dacă a fost necesar 10 J de lucru pentru a transfera o sarcină de 10 C printr-un conductor cu o rezistență de 1 Ohm. (10 s)
• Două conductoare cu rezistențe de 10 ohmi și 14 ohmi sunt conectate în paralel și conectate la o sursă de curent. De-a lungul timpului, 840 J de căldură au fost eliberate în primul conductor. Câtă căldură a fost eliberată în același timp în al doilea conductor. (600 J)

Ce întrebări aveți în legătură cu rezolvarea problemelor?

5. Tema pentru acasă

§ 106, exercițiul 19 (4)

6. Reflecție

Lecția noastră se apropie de sfârșit, vă rugăm să completați următoarele propoziții:

• Azi am aflat...
• Acum pot...
• Aș dori să…
• Cea mai mare problemă a fost...
• Eu... (mulțumit/nemulțumit) de munca mea la clasă

– Vă mulțumesc pentru munca activă în clasă, cred că ați învățat cu toții bine materialul de astăzi. Trimiteți lucrările dvs. de test. Voi anunța notele lor la următoarea lecție.

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Prezentare de fizică „Munca și puterea curentului electric. legea Joule-Lenz"

Descrierea dezvoltării

Scrieți răspunsurile dvs.:

1. Ce este curentul electric?

2. Care este puterea curentă?

3. Cum se scrie legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit?

4. Ce condiţii sunt necesare pentru existenţa curentului electric într-un conductor?

5. Ce tipuri de conexiuni de conductor există?

Descoperirea legii Joule-Lenz

James Joule (fizician englez), Emilius Christianovich Lenz (fizician rus)

D. Joule (engleză) și E.H. Lenz (rusă) experimental:

Q = I2·R·Δt - cantitatea de căldură generată de un conductor care transportă curent este egală cu produsul dintre pătratul puterii curentului, rezistența conductorului și timpul în care curentul trece prin conductor.

„S-a dovedit că curentul electric încălzește conductorii, dar nu pe toți: prin soluții de acizi, săruri și alcaline, unde nu există rețea cristalină, electronii trec nestingheriți și nu își transferă energia în soluție (nu se încălzește ).

Încălzirea unui conductor metalic depinde, în primul rând, de rezistența acestuia (cu cât este mai mică, cu atât se eliberează mai multă căldură în conductor) și, în al doilea rând, de puterea curentului din acesta (cu cât este mai mare, cu atât conductorul se încălzește mai mult). ).

Deci, dacă puterea curentului crește de 2 ori, atunci cantitatea de căldură eliberată în conductor va fi de 2 ori mai mare. La această concluzie au ajuns simultan și independent unul de celălalt de către omul de știință englez Ohm și savantul englez Joule și omul de știință rus Lenz.”



Efectul curentului electric asupra corpului uman

Efectul negativ al curentului:

— Curentul electric provoacă modificări ale sistemului nervos, exprimate în iritația sau paralizia acestuia;

- apar spasme musculare convulsive.

- apare spasmul convulsiv al diafragmei;

— Efectul curentului asupra creierului poate provoca pierderea conștienței;

— Curentul electric are un efect termic, rezultând arsuri de gradul 3...

Efectul pozitiv al curentului:

— Electroșocul este o stimulare electrică a creierului, care este utilizată pentru a trata unele boli mintale.

— Defibrilatoarele sunt dispozitive medicale electrice utilizate pentru restabilirea aritmiilor cardiace prin expunerea organismului la descărcări electrice de înaltă tensiune pe termen scurt.

— Galvanizarea — trecerea unui curent continuu slab prin corp, care are efect analgezic și îmbunătățește circulația sângelui.

Prezentare pentru lecția: „Munca și puterea curentului continuu. legea Joule-Lenz"



Utilizarea prezentărilor extinde gama de condiții pentru activitatea creativă a elevilor și creșterea psihologică a individului, dezvoltarea independenței și creșterea stimei de sine. Prezentările sunt, de asemenea, folosite în mod activ pentru a prezenta proiectele studenților.

Principalele aspecte care mă ghidează atunci când creez un program de diapozitive pentru o lecție:

• psihologic– Evaluez impactul acestui program asupra motivației de învățare;
• pedagogic– dacă programul oferă studenților cunoștințele și abilitățile necesare;
• metodic– dacă programul contribuie la o mai bună asimilare a materialului, dacă alegerea sarcinilor propuse este justificată, dacă materialul metodologic este prezentat corect;
• organizatoric– Este rațional să planificați lecțiile folosind un computer pe această temă?


„Prezentarea lecției: „Munca și puterea DC. legea Joule-Lenz" »



Fizica 8. Tema lecției: „Lucrarea curentului. Puterea curentă. Legea » Joule-Lenz



Determină-ți starea …



Despre ce cantitate fizică vorbim?

Flacăra nu este mai mare decât un castron, dar încălzește întreaga lume?

Nu dormi pe cel vechi bine până am dezgropat una nouă.



Casa este o bulă de sticlă. Și o lumină trăiește în ea! În timpul zilei doarme, iar când se va trezi, se va aprinde cu o flacără strălucitoare.



Într-o țară de in Un vapor cu aburi plutește de-a lungul unui râu, înainte și înapoi. Acum înapoi, acum înainte. Vaporul plutește pe lângă. Dacă te oprești, vai: vei face o gaură în mare!



Ce îi unește?



• Cum se numeste curentul electric?
• Care sunt condițiile pentru existența curentului?
• Ce tipuri de surse de curent există?
• Numiți caracteristicile curentului.
• Formulați legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit.
• Enumerați ce efecte are curentul electric?




1. FORTA ACTUALA DETERMINĂ ÎNCĂRCĂREA ELECTRICĂ PRIN SECȚIUNEA TRANSVERSALĂ A UNUI CONDUCTOR ÎN 1s.



2. Această formulă

exprimă legea lui Ohm

pentru o secțiune a lanțului.



3. DISPOZIT PENTRU MĂSURAREA PUTERII CURENTULUI - AMPERMETRU.





5. Voltaj pe secțiunea lanțului Poate sa măsura... hidrometru.



6. REZISTA ESTE DIRECT PROPORȚIONALĂ CU LUNGIMEA CONDUCTORULUI.





Munca independentă nr. 1





Rezolvarea problemelor de calcul









Jocul „CREDE – NU CREDE”





ÎNTREBARE 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12 .

Scor "5" - 12 răspunsuri corecte

Scor „4” – 10-11 răspunsuri corecte

Scor „3” – 8-9 răspunsuri corecte



Aveți grijă când utilizați electricitatea!



Învățarea de materiale noi



De ce depinde munca curentului?



Lucrul curentului depinde de tensiune.

U



Lucrări practice: asamblați și desenați o schemă a unui circuit electric.




munca curentă depinde de puterea curentului



lucrul curentului depinde de timpul de funcționare al circuitului

t





Un controler foarte strict se uită direct de pe perete, arată, nu clipește: de îndată ce aprindeți lumina sau aprindeți aragazul, totul se destramă.





De ce se încălzește conductorul?



Descoperirea legii Joule-Lenz

Emily Khristianovici Lenz

• James Joule (fizician englez) Emilius Christianovich Lenz (fizician rus)
• Legea în 1831-1842 a fost obținut experimental de doi oameni de știință Joule și Lenz, independent unul de celălalt. Metoda folosită de Lenz a fost mai avansată, iar rezultatele obținute au fost mai precise. Lenz a tras concluzia din experimentele sale cu câțiva ani mai devreme, dar publicarea lui Joule a precedat publicarea lui Lenz.





Cantitatea fizică, numele modelului

kopilkaurokov.ru

Prezentare pentru lecția cu tema „Munca și puterea curentă. legea Joule-Lenz"

Concepte de bază, definiții, formule, legi.

Vizualizați conținutul documentului
„Prezentarea lecției pe tema” Munca și puterea curentă. legea Joule-Lenz"



Muncă și putere curentă. Legea Joule-Lenz.



Știm acea putere



Definiție: Munca efectuată de curent pe o secțiune a circuitului este egală cu produsul dintre curent, tensiune și timpul în care a circulat curentul.



• Dacăîn formula (4) exprimăm tensiunea în termeni de curent folosind legea lui Ohm (adică U = IR), obținem:
• sau curent prin tensiune (adică I=U/R)



Aceasta înseamnă că putem scrie formula pentru lucrul curentului electric în trei forme:

• Formula (5) este convenabilă de utilizat în cazul conexiunii în serie a conductorilor.
• Formula (6) este convenabilă de utilizat la conectarea conductoarelor în paralel



Legea Joule-Lenz:

Definiție: Cantitatea de căldură generată într-un conductor care transportă curent este egală cu produsul dintre pătratul puterii curentului, rezistența conductorului și timpul trecerii curentului prin acesta:



Definiție: Puterea curentului este egală cu raportul dintre munca efectuată de curent și timpul de trecere a curentului.



Conform formulelor (6) și (7), putem scrie puterea curentă în următoarea formă:



• Pe baza becului lanternei scrie: 3,5 V, 0,28 A. Aflați rezistența de funcționare și consumul de energie. Pe cilindrul lămpii cu incandescență de rețea scrie: 220 V, 60 W. Găsiți puterea și rezistența curentului în modul de funcționare.
• Într-o sobă electrică de uz casnic proiectată pentru o tensiune de 220 V, există două spirale, rezistența fiecăreia fiind de 80,7 ohmi. Folosind un comutator, puteți conecta o spirală, două spirale în serie sau două spirale în paralel la rețea. Găsiți puterea în fiecare caz.



3. Zece lămpi conectate în paralel cu o rezistență de 0,5 kOhm, fiecare proiectată pentru o tensiune de 120 V, sunt alimentate printr-un reostat dintr-o rețea de 220 V. Care este puterea curentului electric în reostat?

4. Cât timp ar trebui luat un fir de nichel cu o suprafață de secțiune transversală de 0,84 mm2 pentru a face un încălzitor de 220 V cu care ar fi posibil să încălziți 2 litri de apă de la 20 °C la fierbere în 10 minute cu un eficienta de 80%?

Prezentare de fizică pe tema „Munca și puterea curentului electric. legea Joule-Lenz"

Grăbește-te să beneficiezi de reduceri de până la 50% la cursurile Infourok





































































Descrierea prezentării prin diapozitive individuale:

Străduiește-te să înțelegi știința din ce în ce mai profund, lâncezi cu cunoașterea eternului. Numai cu prima cunoaștere va străluci lumina asupra ta, vei învăța: nu există limită pentru cunoaștere. Ferdowsi.

Munca și puterea curentului electric. Legea Joule-Lenz. Scop: repetați ceea ce s-a învățat pe tema „Legile curentului continuu”, dezvoltați abilitățile de rezolvare a problemelor de calcul, dezvoltați abilitățile de citire a circuitelor electrice, dezvoltați vorbirea orală, stăpâniți conceptele de lucru și puterea curentului electric, luați în considerare Joule- legea Lenz

1.Ce se numește curent electric? Care este direcția curentului electric? Curentul electric este mișcarea ordonată și direcționată a particulelor încărcate. Direcția particulelor încărcate „+” este luată ca direcție a curentului.

2. Ce actiuni are curentul electric? 1. Efect termic 2. Efect magnetic 3. Efect chimic

3. Ce condiții sunt necesare pentru existența curentului electric? 1. Prezența taxelor gratuite. 2. Prezența unui câmp electric.

4. De ce depinde rezistența electrică a unui conductor? 1. Din lungimea conductorului. 2. Din zona secțiunii transversale a conductorului. 3. În funcție de tipul de material.

5. În ce conexiune sunt toți conductorii sub aceeași tensiune? Conductoarele sunt la aceeași tensiune atunci când sunt conectate în paralel: U1 = U2 = U.

6. Care este numele dispozitivului de măsurare a curentului? Puterea curentului este măsurată folosind un ampermetru: ampermetrul este conectat în serie cu dispozitivul în care este măsurată puterea curentului.

7. Care este numele dispozitivului de măsurare a tensiunii? Tensiunea este măsurată cu un voltmetru: voltmetrul este conectat la acele puncte din circuit între care trebuie măsurată tensiunea.

8. Formulați legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit? Puterea curentului I este direct proporțională cu tensiunea aplicată U și invers proporțională cu rezistența R a conductorului. Ohm Georg (1787-1854)

Cursa de ștafetă fizică Opțiunea 1. Opțiunea 2.

Munca și puterea curentului electric. Legea Joule-Lenz.

Munca efectuată de un câmp electric pentru a deplasa o sarcină este munca efectuată de un curent. Notat cu: A A = Δq · U Deoarece Δq= I·Δt А = I·U·Δt Lucrul curentului pe o secțiune a circuitului este egal cu produsul dintre curent, tensiune și timpul în care a fost efectuată lucrarea. [A] – 1 J; 1J = 1 A V s

A = I·U·Δt A = I2·R·Δt – pentru conexiune serială – pentru conexiune paralelă

Energia pe care o consumă un dispozitiv pe unitatea de timp este puterea. Se desemnează: P Puterea curentului este egală cu raportul dintre munca efectuată de curent în timpul Δt la acest interval de timp. [P]=1W; 1 W = 1 J/s; 1 W = 1 A V

Măsurarea muncii și a puterii. Puterea de lucru. 1. Folosind un voltmetru, ampermetru, ceas 1. Folosind un voltmetru și ampermetru. În practică: Contoare: Wattmetre:

Știați că... ... în secolul trecut, băile cu o soluție de sulfat de cupru erau folosite ca contoare de electricitate. Curentul care trecea a făcut ca cuprul să se depună pe electrozi. După creșterea masei lor, au judecat cantitatea de electricitate care curge. ... contoarele măsoară munca nu în jouli, ci în unități mai mari de lucru - kilowați-oră. 1 kWh = 3,6 MJ. … 1 kWh de energie electrică este suficient pentru a coace 36 kg de pâine; extragerea a 30 kg ulei sau 40 kg cărbune.

D. Joule (engleză) și E.H. Lenz (rusă) experimental Q = I2·R·Δt - cantitatea de căldură degajată de un conductor cu curent este egală cu produsul dintre pătratul puterii curentului, rezistența conductorului și timpul în care curentul trece prin conductor.

Rapoarte studenților „Viața și opera lui Lenz” „Viața și opera lui Joule”

Test de verificare pentru cunoașterea „alfabetului” fizicii (test 4 min. + 1 min.) Mărime fizică Simboluri Unitate de măsură în SI Formula de calcul Opțiunea 1 1. Sarcină electrică 1. U 1. s 1. … =  Tensiune l/R 2.  2. Ohm 2. … = A/U∙I 3. Puterea curentului 3. S 3. J 3. … = U/I Timp 4. R 4. Ohmmm2/m 4. … = RS /l Rezistență 5. Q 5. Cl 5. … = U/R 6. Cantitatea de căldură 6. t 6. A 6. … = I2Rt 7. Aria secțiunii 7. I 7. B 7. … = It 8. Rezistența specifică 8. q 8. m2 8. … = IR De exemplu: 1-8-5-7. Mărimea fizică Simboluri Unitate de măsură în SI Formula pentru varianta de calcul 2 Rezistență 1. I 1. A 1. … = It Timp 2. q 2. m2 2. … = U/R 3. Aria secțiunii 3. Q 3. c 3. … = U/I 4. Cantitatea de căldură 4. U 4. Ohmmm2/m 4. … = IR 5. Puterea curentului 5. R 5. Cl 5. … = l/R Tensiune 6 t 6. Ohm 6. … = A/U∙I 7. Sarcina electrică 7.  7. J 7. … = I2Rt 8. Rezistivitate 8. S 8. V 8. … = RS/l De exemplu: 1-8-5-7.

Opțiunea 1 Opțiunea 2 1-8-5-7 1-5-6-3 2-1-7-8 2-6-3-6 3-7-6-5 3-8-2-5 4-6- 1-2 4-3-7-7 5-4-2-3 5-1-1-2 6-5-3-6 6-4-8-4 7-3-8-1 7-2-5 -1 8-2-4-4 8-7-4-8 1 eroare – „5” 2 erori – „4” 3 – 4 erori – „3”

Problema 1. Câtă căldură va fi eliberată în 20 de minute într-un ibric electric cu rezistența de 100 Ohmi, conectat la o rețea cu o tensiune de 220 V? Dat: SI Soluție: Δt = 20 min = 1200s Q = U2Δt/R R = 100 Ohm Q = 2202·1200/100 = U = 220 V = 580800 J Q - ? Răspuns: Q = 580,8 kJ

Sarcina 2. Putere fier 1200W. Calculați munca efectuată de curent în 15 minute. muncă. Convertiți valoarea rezultată în kWh. Calculați cât veți plăti pentru utilizarea acestui fier de călcat timp de 15 minute de funcționare continuă la un tarif de 3 ruble.

Dat: Rezolvare: P = 1200 W A =UIt = Pt t = 15 min = 0,25 h A = 1200 ∙ 0,25 = A - ? = 300 Wh = 0,3 kWh 0,3 kWh ∙ 3,13 ruble = 0,93 ruble Răspuns: 93 copeici

Cuvânt încrucișat P R O V O H O M T O C R E Z I S T O R E L E C T R O S H O C R A B O T A D I E L E C T R I C T E P L O V O E C H E M A P O L U S 5 6 9 10 7 1 2 3 4 8

Tema pentru acasă: Note de lecție. Luați datele oricărui aparat electric (conform pașaportului său) și creați o sarcină. Aflați costurile cu energia din casa dvs. Pe ce poți economisi într-o lună?

Reflecție: Ce informații noi ați primit în lecție? Ce ti s-a parut cel mai greu? Ce mărimi fizice necunoscute anterior ați învățat? 4. Ți-a plăcut lecția? 5. În timpul lecției am lucrat... 6. Cu munca mea în timpul lecției am... 7. Starea mea de spirit... 8. Materialul lecției a fost...

Secțiunea OGE în fizică: 3.9. Legea Joule-Lenz
Secțiunea examenului unificat de stat în fizică: 3.2.8. . Legea Joule-Lenz

Să ne uităm la Legea Joule-Lenz și aplicarea acesteia.

Când curentul electric trece printr-un conductor, acesta se încălzește. Acest lucru se întâmplă deoarece electronii liberi din metale și ionii din soluțiile de electroliți care se mișcă sub influența unui câmp electric se ciocnesc cu moleculele sau atomii conductorilor și le transferă energia lor. Astfel, atunci când munca este efectuată de curent energia internă a conductorului crește , o anumită cantitate de căldură este eliberată în ea, egală cu munca curentului, iar conductorul se încălzește: Q = A sau Q = IUt . Având în vedere că U = IR , ca rezultat obținem formula:

Q = I 2 Rt, Unde

Q - cantitatea de căldură eliberată (în Jouli)
eu - puterea curentului (în amperi)
R - rezistența conductorului (în ohmi)
t - durata călătoriei (în secunde)

♦ Legea Joule–Lenz : cantitatea de căldură generată de un conductor purtător de curent este egală cu produsul dintre pătratul curentului, rezistența conductorului și timpul de parcurgere a curentului.

În secolul 19 independent engleza D. Joule și rusă E. Lenz a studiat încălzirea conductorilor în timpul trecerii curentului electric și a descoperit experimental un model: cantitatea de căldură eliberată atunci când curentul trece printr-un conductor este egală cu produsul dintre pătratul curentului, rezistența conductorului și timpul: Q = I 2 Rt (în cazul curentului și rezistenței constante). Acest model se numește legea Joule-Lenz. Această lege oferă o evaluare cantitativă a efectului termic al curentului electric.

Folosind , putem obține formule echivalente: Q = IUt, Q= U2t/R

Unde se aplică legea Joule-Lenz?

1. De exemplu, în lămpi cu incandescență si in dispozitive electrice de încălzire se aplică legea Joule-Lenz. Ei folosesc un element de încălzire, care este un conductor de înaltă rezistență. Datorită acestui element, este posibil să se realizeze o eliberare de căldură localizată într-o anumită zonă. Generarea de căldură va apărea odată cu creșterea rezistenței, creșterea lungimii conductorului sau alegerea unui aliaj specific.

2. Unul dintre domeniile de aplicare a legii Joule-Lenz este reducerea pierderilor de energie . Efectul termic al curentului duce la pierderi de energie. La transmiterea energiei electrice, puterea transmisă depinde liniar de tensiune și curent, iar puterea de încălzire depinde de curent în mod pătratic, așa că dacă creșteți tensiunea în timp ce scădeți curentul înainte de a furniza energie electrică, va fi mai profitabil. Dar o creștere a tensiunii duce la o scădere a siguranței electrice. Pentru a crește nivelul de siguranță electrică, rezistența de sarcină este mărită în funcție de creșterea tensiunii în rețea.

3. De asemenea, legea Joule-Lenz afectează selecția de fire pentru circuite . Deoarece dacă firele sunt selectate incorect, conductorul poate deveni foarte fierbinte și poate lua foc. Acest lucru se întâmplă atunci când curentul depășește valorile maxime admise și se eliberează prea multă energie.

Încălzirea firelor este dăunătoare deoarece duce la pierderi de energie electrică în timpul transmiterii acesteia de la sursă la consumator. Pentru a reduce aceste pierderi, curentul este redus prin creșterea tensiunii sursei astfel încât puterea transmisă să rămână aceeași. Pentru a evita defectarea electrică a izolației firelor, acestea sunt ridicate la o înălțime mai mare pe catarge linii electrice de înaltă tensiune , conectând marile centrale electrice cu orașe și orașe situate la zeci și sute de kilometri distanță de acestea.

Te-ai uitat la rezumatul unei lecții de fizică din clasa a 8-a, „Legea Joule-Lenz și aplicarea ei”.
Selectați pașii următori:

• Uite

Instituția de învățământ bugetar municipal din districtul urban Kiselyovsky „Școala secundară de bază 24

Note de lecție de fizică

in clasa a VIII-a

„Încălzirea conductoarelor prin curent electric. Legea Joule-Lenz.”

Alcătuit de: L.A. Afanasyeva

Profesor de fizică

Kiselevsk

Subiectul lecției : „Încălzirea conductoarelor prin curent electric. legea Joule-Lenz"

Obiectivele lecției:

Formarea conceptelor despre universalitatea legii conservării și transformării energiei folosind exemplul proceselor electrice și termice, familiarizarea cu legea Joule-Lenz.

Dezvoltarea gândirii logice, a memoriei, capacitatea de a găsi modalitatea optimă de a îndeplini o anumită sarcină, capacitatea de a explica corect concepte și fenomene fizice

Cultivarea unei percepții estetice a armoniei și rigoarea raționamentului logic.

Tip de lecție:învăţarea de materiale noi

Materiale si echipamente: manual – Peryshkin A.V. Clasa a VIII-a, prezentare multimedia, fragment de film, proiector, laptop, ecran.

Metode: verbale, vizuale, de căutare a problemelor

Forme de lucru: colectiv, individual

Schema lecției:

Organizarea timpului.

Actualizarea cunoștințelor.

Prezentarea noului material.

Consolidare (mini test).

Rezumând. Stabilirea temelor.

I.Moment organizatoric

II. Actualizarea cunoștințelor:

Slide -1.

? Formulați legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit

Legea lui Ohm: Puterea curentului într-o secțiune a unui circuit este direct proporțională cu tensiunea de la capetele acestei secțiuni și invers proporțională cu rezistența acesteia.

? Cum se numește rezistența conductorului și care este cauza acesteia?

Rezistenta conductorului: mărime fizică care caracterizează proprietăţile unui conductor. Motivul rezistenței: interacțiunea electronilor în mișcare cu ionii rețelei cristaline.

? Care este munca efectuată de curentul electric pe o secțiune a circuitului?

Lucrul curentului electric pe o secțiune a unui circuit este egal cu produsul tensiunii de la capetele acestei secțiuni, puterea curentului și timpul în care a fost efectuată lucrarea.

Slide -2. Compoziţie

Slide -3.

Purtătorii de curent electric în metale sunt

a) ionii B) Electroni, B) protoni T

Slide -4.

Unitatea de sarcină electrică este

A) Cl, B) A, C) N E

Slide -5.

Lucrul efectuat de curent electric poate fi calculat

A) A = FS, B) A = UIt, C) A = U/q P

Slide -6.

Legea lui Ohm pentru o secțiune de circuit

A) U = IR, B) I = U/R, C) I = q/t L

Slide -7.

Puterea curentului electric este calculată prin formula

A) P = UI, B) P = UIt, C) P = U / R DESPRE

Slide -8.

Acceptată ca unitate de lucru

A) W, B) J, C) A B

Slide -9.

Care schema electrica se realizeaza fara erori?

Slide -10.

Calculați rezistența conductorului

A) 6 ohmi B) 1,5 Ohm, C) 0,6 Ohm E

Slide -11.

Efect termic

Slide –12. Aplicarea efectului termic al curentului

III. Prezentarea noului material

Slide -13.

Să vorbim în detaliu despre efectul termic al curentului. Imaginea prezintă un circuit electric; ce elemente ale circuitului cunoașteți? (sursa de curent, cheie, fire de conectare, trepiede, conductor testat). Ce se întâmplă dacă închideți cheia? (curentul electric va apărea în circuit)

Efectul termic al curentului - demonstrație de animație

Conductorul supus testului se va încălzi până la roșu și să cadă, deoarece Când sunt încălzite, solidele se extind.

Concluzie: curentul electric încălzește conductorul.

Slide –14.

De ce se încălzește conductorul?? Să luăm în considerare exemplul mișcării unui electron de-a lungul unui conductor.

Demo animație

Curentul electric într-un conductor este mișcarea ordonată a electronilor. Un fir este un cristal de ioni, așa că electronii trebuie să „curgă” între ioni, lovind în mod constant cu ei. În acest caz, electronii transferă o parte din energia cinetică ionilor, făcându-i să vibreze mai puternic.

Energia cinetică a ionilor de la nodurile rețelei cristaline crește, prin urmare, energia internă a conductorului și, în consecință, temperatura acestuia crește. Și asta înseamnă că conductorul s-a încălzit.

După acest diapozitiv apare un fragment de film - Încălzirea conductorilor cu curent electric

Slide - 15.

Să luăm în considerare exemplul mișcării unui electron și a unui ion pozitiv într-un conductor lichid (o soluție de sulfat de cupru CuSO 4)

Demo animație

În conductoarele lichide și gazoase, electronii și ionii în mișcare se ciocnesc cu moleculele, ca și cum le-ar „legăna”, crescându-le energia cinetică, ceea ce înseamnă o creștere a temperaturii lichidului sau gazului.

Slide – 16.

În conductoarele metalice staționare, toată munca curentului electric duce la creșterea energiei interne a acestora (lucrarea mecanică nu se efectuează pe o secțiune a circuitului, iar curentul nu produce un efect chimic).

Demo animație

Un conductor încălzit eliberează energia primită către corpurile înconjurătoare prin transfer de căldură.

Q = A Considerând că A = UIt, obținem Q = UIt.

Știind că U = IR, obținem Q = I 2 Rt.

Slide – 17.

Q = I 2 Rt Cantitatea de căldură degajată în timpul t? determinat de lege Joule-Lenz : Cantitatea de căldură generată de un conductor purtător de curent este egală cu produsul dintre pătratul curentului, rezistența conductorului și timpul.

Informații istorice despre Jole D.P., Lentz E.H.

Minut de educație fizică

Slide – 18.

? Care conductor se va încălzi mai mult atunci când curentul electric trece prin circuit. Dimensiunile conductorilor sunt aceleași.

cupru oțel nichel

Q = I 2 Rt. Încălzirea conductorilor prin curent electric depinde de rezistența acestora. Cu cât rezistența conductorului este mai mare, cu atât se încălzește mai mult.

R = ρl /S Pentru ca conductorul să se încălzească mai mult, acesta trebuie să aibă o rezistivitate mai mare.

Substanţă

rezistivitate,

Ohm mm 2 /m

încălzire prin conductor

cupru

0,017

slab

oţel

in medie

nichel

1. Care este cantitatea de căldură degajată de un conductor staționar prin care circulă un curent electric?

j) energia internă a conductorului

k) lucrul curentului electric

m) puterea curentului electric

m) P = UI, n) Q = cm (t 1 - t 2), o) U = IR, y) Q = I 2 R t

3. Același conductor este conectat la circuitele electrice, unde intensitatea curentului este stabilită la 2 A, 4 A. În ce circuit va elibera mai multă căldură și de câte ori?

o) unde I = 4 A, de 16 ori

y) unde I = 4 A, de 4 ori

f) unde I = 2 A, de 2 ori

x) unde I = 2 A, de 4 ori

4. În ce unități se măsoară cantitatea de căldură?

e) kg, g) J, h) m, i) W

5. Câtă căldură va fi eliberată în 30 de minute? spirală de sârmă cu o rezistență de 25 ohmi la un curent de 6 A?

b) 162 J, c) 1620 J, d) 162 kJ, e) 1,62 MJ

Raspunsuri:

1. l

2. y

3. o

4. f

5. d

Dacă faci un cuvânt din litere, primești joule.

Dacă a mai rămas timp:

1.Sarcina calitativă: K.G.Paustovsky. Prezent.

„Padurarul este un om viclean; când locuia la Moscova, se spune că își gătea mâncarea folosind curent electric. Ar putea fi sau nu asta?

Poate, răspunse Reuben.

Poate, poate! – l-a imitat bunicul. -Ai văzut acest curent electric? Cum l-ai văzut când nu are vizibilitate, ca aerul?”

2 .Probleme din cartea de probleme a lui V.I Lukashik (1994): nr. 1209,1203,1218.

VI. Rezumând. Teme: p. 53, pr. 27 (2-3)

„Acțiunea curentului electric” - Formulați o ipoteză despre acțiunea așteptată a curentului. A trage concluzii. Efectul termic al curentului. „Report-poveste”. Subiect: „Acțiunile curentului electric”. (Kant Immanuel filozof german, 1724 - 1804). Care este sursa câmpului magnetic al Pământului? Efectul magnetic al curentului. 10. „Să rezolvăm asta.” Dați exemple despre cum poate fi utilizată această acțiune.

„Curentul electric alternativ” - i=Im cost ?t. P = Im Um / 2 = Im2R / 2. P=i2R. Curent electric alternativ. Ф=b*s*cos?. Amplitudinea curentului este egală cu: Valoarea instantanee a curentului este direct proporţională cu valoarea instantanee a tensiunii. Im= Um / R. Valoarea medie a cosinusului pătrat pentru 1 perioadă este 0,5. Valori efective ale curentului și tensiunii.

„Lucrul curentului electric” - Să derivăm formule pentru calcularea muncii curentului electric. U= 3,5 V R= 14 Ohm t= 2 min. A) Analiza transformărilor de energie care au loc în circuitele electrice. Î) Care este rolul sursei curente? 3. Material nou. Material nou. Munca de curent electric. Completat de profesorul de fizică T.A. Kurochkina. 120c.

„Capacitate electrică și condensatoare” - Condensator variabil. Denumire pe schemele electrice: Conectarea condensatoarelor. Întregul câmp electric este concentrat în interiorul condensatorului. Consistent. Energia unui condensator încărcat. +q. Condensatoare. Capacitate electrică. Capacitatea electrică a unui condensator plat. -q. Paralel. Condensator fix.

„Curentul electric continuu” - 10.2. Densitatea curentă. Liniile în cazul curentului continuu nu încep nicăieri și nu se termină nicăieri. O cantitate egală cu munca forțelor externe pentru a deplasa o singură sarcină pozitivă într-un circuit se numește forță electromotoare (EMF) care acționează în circuit: (7.4.1). Distribuția tensiunii E și a potențialului? Este câmpul electrostatic legat de densitatea distribuției sarcinii? în spațiu prin ecuația Poisson:

„Puterea de lucru și curent” - Unități de putere. Unități de lucru. i=P/u. James Watt. Obiectivele lecției: A=P*t. Munca și puterea curentului electric. Învață să aplici formule atunci când rezolvi probleme. Watt 1 Watt = 1 Volt * 1 Ampere 1 W = 1 V * 1 A 1 kW = 1.000 W 1 MW = 1.000.000 W. Munca de curent electric. Șaisprezece martie Lucru grozav.

Există un total de 16 prezentări în acest subiect