Efectele calorice ale curentului și ale aplicațiilor sale

găsiți

Efectele calorice ale curentului:

Pentru a înțelege aceste efecte trebuie să avem în vedere că 1 joule = 0,24 cal, care este cunoscut sub numele de „echivalentul caloric” al joule-ului, aceasta înseamnă că numărul de calorii care corespunde muncii a 1 joule.

Pentru a calcula cantitatea de calorii pe care o poate produce un curent electric atunci când trece printr-un conductor, trebuie doar să înmulțim oricare dintre formulele care ne permit să calculăm cantitatea de jouli (într-un anumit loc de muncă) cu 0,24 cal oricare dintre acestea. formulele pot exprima „legea joule-ului” pentru efectul caloric al curentului electric, dar în general se ia expresia:

"Cantitatea de căldură produsă de un curent electric este proporțională cu pătratul intensității, rezistența conductorului și timpul pe care îl circulă prin el".

În această formulă K este constanta proporționalității care va avea o valoare de 0,24 cal/joule; dacă se ia K = 1 cantitatea de căldură Î se exprimă în joule.

La aparatele electrice, următoarea expresie este mai practică, cum ar fi legea joule:

„Cantitatea de calorii produse într-un aparat electric este proporțională cu puterea acestuia și cu timpul în care curentul trece prin el”.

Becul electric:

Bec electric: (iluminare prin incandescență cu filament) fiolă de sticlă în care a fost realizat vidul și care transportă în interior un filament dintr-un material cu un punct de topire foarte ridicat, care devine incandescent la trecerea curentului electric, producând lumină.

Becul electric a fost conceput de americanul Thomas Alva Edison, în 1879. Anterior, în 1801, a fost utilizată iluminarea electrică produsă de arc electric sau arc electric, datorită Humphry Davi (Engleză, 1778-1829); A fost de preferință utilizat în iluminatul public și a fost abandonat din cauza diferitelor inconveniente practice (uzura și separarea cărbunilor; unirea în serie a mai multor lumini și multe altele).


Iluminat produs de arc electric

Două cărbuni comunicate la aproximativ 40 sau 60 de volți au fost puse în contact și au produs scânteia au separat puțin „sărind” un „arc voltaic” (electric) între ele o lumină foarte intensă și bogată în radiații ultraviolete (dăunătoare ochilor). Carbonul pozitiv este „bombardat” de electronii emiși de carbonul negativ; Aceasta produce o uzură pozitivă de carbon formând un „crater” în care temperatura poate fi mai mare de 3500 ºC.

Primele becuri electrice ale lui Edison erau formate dintr-un filament de carbon (obținut din bambus) care era închis în vid într-un glob de sticlă pentru a preveni arderea acestuia.

Stopul "A" este izolat de "filetul" B: când becul este înșurubat în "soclu" B, acestea rămân izolate și doar A este pus în contact cu A 'și B cu B' pentru a închide circuitul prin filament.

În fiecare bec, producătorul își notează caracteristicile care sunt puterea și tensiunea.

Observare:

Becurile cu filament din tungsten consumă multă energie; în realitate doar 10% din energia electrică furnizată este transformată în energie luminoasă.

Tub de lumină fluorescentă:

O lampă fluorescentă constă dintr-un tub acoperit cu fosfor, un starter și un inductor. Tubul este umplut cu un gaz inert (argon) și o cantitate mică de vapori de mercur. Grundul aplică curent celor două filamente la aprinderea lămpii. Filamentele generează electroni pentru a ioniza argonul, formând o plasmă care conduce electricitatea. Bobina de inductanță limitează cantitatea de curent care poate curge prin tub. Plasma excită atomii de mercur care, în consecință, emit lumină vizibilă și lumină ultravioletă. Lumina lovește stratul de fosfor din interiorul lămpii, care transformă lumina UV în lumină mai vizibilă. Diferitele fosforuri generează culori mai calde sau mai reci (calciu tungsten = lumină albastră; silicat de zinc = lumină verzuie; borat de cadmiu = lumină roz; amestecul acestor săruri dă lumină albă etc.)


Tipul de lumină pe care îl degajă acest tub fluorescent este cunoscut sub numele de „lumină rece”, deoarece tubul nu atinge niciodată peste 80 ° C, spre deosebire de lumina emisă de lampa incandescentă care este încălzită de efectul joule.

Tub de neon:

flacon sau tub de sticlă, cu doi electrozi, conținând gaz neon la presiune scăzută. Această lampă produce o lumină portocaliu-roșiatică atunci când tensiunea electrică aplicată între cei doi electrozi este suficient de mare pentru a ioniza gazul conținut în tub. Tensiunea la care lampa începe să strălucească depinde de proiectarea tubului. Când gazul este ionizat, căderea de tensiune din tub este aproape constantă, indiferent de intensitatea curentului care curge prin el. Din acest motiv, lămpile neon mici sunt uneori folosite în dispozitivele electronice care funcționează ca regulatoare de tensiune și asigură o tensiune continuă continuă. Aceste lămpi sunt, de asemenea, folosite uneori ca lumini pilot pentru a indica dacă echipamentul electric este conectat sau nu.

Un alt tip de lampă neon este un tub de sticlă umplut cu neon ionizat cu presiune foarte mică. Tubul strălucește în roșu intens când se aplică un curent alternativ de înaltă tensiune pe electrozi la capete. Acest tip de lampă neon, precum și lămpi similare care utilizează alte gaze, cum ar fi argonul sau criptonul, sunt utilizate pe scară largă în semnele neon.

Siguranțe sau prize:

Siguranțele sau mufele sunt protecții ale instalațiilor sau dispozitivelor electrice, rolul lor este de a „arde” atunci când, dintr-un anumit motiv, există un „scurtcircuit” sau o „supratensiune”.

Dacă dintr-un anumit motiv firele comunică cu un rezistor R (bec, aragaz etc.) se unesc necorespunzător în C formând o „punte” există o scădere bruscă a rezistenței și o creștere a intensității și odată cu aceasta cantitatea de căldură, conform legii lui Joule.

Q = 0,24 I² • R • t calorii

Această creștere a căldurii este adesea cauza incendiilor dacă nu se ia măsurile de precauție privind utilizarea siguranțelor F că ard când Eu ating valori excesive. (când cablurile nu sunt ciupite necorespunzător C „lungimea” circuitului este ARB; prin contactare C circuitul este „scurtat” la ACBși de aici numele „scurtcircuit”).

O siguranță cilindrică este alcătuită dintr-o bandă metalică fuzibilă încastrată într-un cilindru din ceramică sau fibră. Știfturile metalice atașate la capetele siguranței intră în contact cu banda metalică. Acest tip de siguranță este plasat într-un circuit electric, astfel încât curentul să curgă prin banda metalică pentru ca circuitul să se finalizeze. Dacă curentul în exces este dat în circuit, conexiunea metalică se încălzește până la punctul său de topire și se rupe. Aceasta deschide circuitul, oprește fluxul de curent și, prin urmare, protejează circuitul.

Cele mai recente evoluții în domeniul siguranțelor includ modele care permit supraîncărcarea momentană fără a rupe circuitul. Acestea sunt necesare în circuitele utilizate pentru alimentarea aparatelor de aer condiționat, deoarece în aceste dispozitive sursa de alimentare inițială poate fi mai mare. Un alt tip de siguranțe nou fabricate conține diverse conexiuni care pot fi selectate cu ajutorul unui comutator. Dacă una dintre conexiuni suflă, alta poate fi selectată fără a înlocui siguranța.

În circuitele de înaltă tensiune care suferă întreruperi frecvente și din ce în ce mai mult în instalațiile rezidențiale, protecția se face prin intermediul întrerupătoarelor diferențiale și nu a siguranțelor.

Dispozitive electrice de încălzire, cum ar fi fiare de călcat, sobe, radiatoare termice, prăjitoare de pâine etc.:

Toate aceste artefacte menționate mai sus funcționează practic la fel, o rezistență în care există o intensitate mare a curentului care determină o creștere a temperaturii materialului de rezistență, diametrul acestuia fiind insuficient pentru a adăposti această cantitate mare de electroni care provoacă o frecare de electronii cu pereții rezistenței generând astfel o creștere a temperaturii rezistenței.

Într-un fier de călcat rezistența „R” (sau "nicrón") este plasat între plăcile izolate de mica, aceste plăci se încălzesc și ne dau căldura pe care o simțim în fier; acum plăcile sunt construite cu termostate „C”, a cărei funcție este de a întrerupe automat circuitul atunci când fierul de călcat se încălzește mai mult decât se dorește.

Următoarea diagramă reprezintă o sobă cu 3 bare sau rezistențe în paralel, fiecare având propriul său comutator.

Minele terestre:


Cel mai simplu dintre aceste dispozitive este format dintr-un rezervor umplut cu substanțe explozive și traversat de doi electrozi groși. LA Da B care sunt unite în interior de un filament sau rezistență R, prin închiderea circuitului cu întrerupătorul amplasat la o distanță mare de bateria acumulatorului care furnizează energia electrică pentru a face filamentul incandescent și astfel detonarea imediată și explozia încărcăturii explozive.

Cauterizator:

Dispozitiv folosit pentru cauterizarea vanilelor, rănilor mici, îndepărtării polipilor, alunițelor etc. Se compune din două bare groase LA Da B unite la un capăt de un filament de platină Pt. Când comunicați cu sursa electrică, „reostatul” R permite ajustarea incandescenței filamentului de platină în funcție de utilizarea intenționată a acestuia.

Reostat: instrument pentru variația rezistenței într-un circuit electric.

Instalarea electrică a unei case

Toată conexiunea de la conexiunea la interiorul casei


Pentru a înțelege despre ce este cutia de joncțiune, trebuie să știm că de aici ajung starterele izolate, care sunt luate din cablurile matrice care trec prin stradă; de acolo continuă până la contor (acest dispozitiv măsoară câți kilowați-oră petrece o casă și consumul zilnic, lunar și de la data la care a fost instalată); urmează „tabloul de distribuție” de unde pornesc (sau liniile prin care se conduce electricitatea) pentru diferitele părți ale casei; Această placă are un comutator general pentru întreaga casă sau pentru fiecare circuit. Cutia de joncțiune are un „priza sau a siguranță”Asta ar trebui să fie ars cu „Creșteri curente” din exterior; tabloul central are o pereche de "mufe sau ceva siguranțe sau a automat”Per circuit care trebuie ars de scurtcircuite în interiorul casei (cu excepția cazului automat, când există un scurtcircuit, acesta oprește fluxul de curent sau„ sare ”așa cum este denumit mai frecvent).

Becurile sunt conectate în casă în paralel și fiecare trebuie să reziste la tensiunea din rețeaua publică (220 V în Chile și în majoritatea țărilor există puține țări care diferă de 220 V). Dacă sunt de tensiune mai mică, pot fi unite în serie până la finalizarea tensiunii de rețea.


observare: Dacă aveți becuri conectate în serie (cum ar fi luminile de Crăciun) și unul arde, va provoca închiderea întregului circuit.

Comutator cu trei contacte:


Acest tip de comutator poate fi utilizat pentru o lampă cu două lumini. uitați-vă la următoarea diagramă, unde se află Eu circuitul este închis de bec LA; în II este închis de ambele becuri; în III doar pentru B si in IV circuitul este rupt în ambele becuri. Toate cele de mai sus se realizează prin simpla rotire a comutatorului cu trei contacte 1-2-3.

Comutator cu patru contacte:

Acest tip de întrerupător este utilizat în mod obișnuit pe scările caselor pentru a putea aprinde sau opri becul atât în ​​sus, cât și în jos.

Conform diagramei anterioare, becul L este oprit din cauza întreruperii circuitului AA si in DD. Pe măsură ce începeți să urcați o scară, veți întoarce comutatorul de la primul etaj ¼ viraj, întrerupând astfel circuitul AA si in DC aprinderea becului L. La etajul al doilea, odată ce persoana a urcat, va porni comutatorul corespunzător cu ¼ rotire, oprind becul atunci când circuitul este întrerupt în DC; etc.

În această diagramă, este reprezentat același circuit anterior, dar mai simplificat, pur și simplu rotiți comutatorul la LA sau B pentru ca circuitul să se închidă sau să se deschidă.

Bibliografie:

Multimedia Encyclopedia of Science V2.0

Enciclopedie multimedia Microsoft encarta

Curs de Fizică, Electricitate și Magnetism pentru clasa a IV-a de Carlos Mercado S.

Concluzie:

Majoritatea aparatelor care funcționează cu electricitate și a căror funcție este de a genera căldură depind de o rezistență sau filament care este încălzit.

Căldura produsă într-o rezistență este produsă de fricțiunea electronilor din interior și este direct proporțională cu intensitatea și materialul și diametrul cu care a fost construită rezistența.

Legea lui Joule este cantitatea de calorii produse într-un aparat electric proporțional cu puterea acestuia și cu timpul în care trece curentul prin el ".

Q = 0,24 • W • t (calorii)

Am învățat cum funcționează circuitele în interiorul unei case și am întâlnit 2 tipuri de ele, unul cu trei contacte și celălalt cu 4 (care este utilizat în general pe scări sau pe distanțe foarte mari)

Încă din cele mai vechi timpuri, omul a încercat să-și îmbunătățească calitatea vieții, să se simtă confortabil și să nu lucreze prea mult, înainte pentru a putea aprinde torțe, apoi au făcut-o cu lămpi, iar mai târziu datorită electricității și omului de știință Thomas Alva Edison pe care l-a creat Primul bec electric, de asemenea, cu necesitatea de a genera căldură în multe scopuri a fost dificil și lent până când au descoperit că o mare intensitate a curentului care trece printr-o rezistență a produs căldură, care a revoluționat omenirea.

În această lucrare voi vorbi și aprofunda mai multe despre subiecte precum instalarea electrică a unei case, diferitele tipuri de întrerupătoare de care am putea avea nevoie în interiorul acestei case; Vom afla, de asemenea, mai multe despre utilizările multiple care sunt date unei rezistențe sau filamente atât pentru a genera lumină, fie pentru a profita de ea ca sursă de căldură, vom vedea aceste utilizări în becuri, plăci, sobe, mine terestre și cauterizatorul. Pe de altă parte, vom vedea și alte surse de lumină create de om în afară de becuri precum tuburile de neon.

Vom afla despre un dispozitiv care oferă protecție circuitelor noastre și ne protejează de incendii bruște cauzate de un scurtcircuit sau de supraîncălzirea excesivă a unui fier de călcat.

Introducere.

Efectele calorice ale curentului electric și aplicațiile sale:

Bec electric.

Tub de lumină fluorescentă.

Tub de neon.

Siguranțe sau prize.

Artefacte electrice.

Minele terestre.

Cauterizator.

Instalarea electrică a unei case:

Toate conexiunile de îmbinare către interior.