Конспект по физике для 8 класса «Электрические нагревательные приборы». Как устроена лампа накаливания. Что такое короткое замыкание. Для чего применяются предохранители.
Конспекты по физике Учебник физики Тесты по физике
Электрические нагревательные приборы
Тепловое действие тока широко используют в различных электронагревательных приборах и устройствах. Например, такими приборами являются электрические плиты, разного рода обогреватели, фены для сушки волос, утюги, электрочайники и т. д.
НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Основной частью любого электронагревательного прибора является нагревательный элемент. Обычно он представляет собой спираль из материала с большим удельным сопротивлением, который способен выдерживать нагревание до высокой температуры.
Чаще всего для изготовления электронагревательного элемента используют нихром — сплав никеля, железа, хрома и марганца.
ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ
Обычные лампы накаливания превращают в световую энергию менее 10 % потребляемой электроэнергии, а остальные 90 % превращают в теплоту. Поэтому такие лампы тоже можно считать электронагревательным приборами.
Впервые лампа накаливания была изобретена русским электротехником А. Н. Лодыгиным. Основным её элементом был тонкий угольный стержень, который помещался в сосуд с выкачанным воздухом. Срок службы первых ламп был небольшим — всего 30—40 мин.
Американский изобретатель Т. А. Эдисон продолжил исследования Лодыгина, подбирая более совершенный материал для элемента накаливания. При этом он предложил очень удобную вставку для лампы (эдисоновский патрон), а также сконструировал выключатель, с помощью которого можно было включать и выключать свет.
Позднее Лодыгин предложил вместо угольной нити использовать вольфрамовую, которая и сейчас используется в современных лампах накаливания.
Спираль с помощью специальных держателей укрепляется внутри стеклянного баллона, наполненного инертным газом, чтобы вольфрам не испарялся и спираль быстро не перегорала. Концы спирали приварены к двум проволокам, которые прикреплены к металлическим частям цоколя. Для включения лампы в сеть её ввинчивают в патрон. Он представляет собой пластмассовый корпус, в котором имеется металлическая гильза с резьбой. К ней присоединён один из проводов сети. Патрон контактирует с цоколем. Второй провод от сети присоединён к контакту, который касается основания цоколя лампы. На каждой лампе указывают мощность и напряжение, на которые она рассчитана.
УТЮГ
Хорошо всем знакомый утюг был изобретён очень давно. С появлением электричества и развитием техники появились электрические утюги.
Первоначально в качестве нагревательного элемента служила нихромовая спираль, вставленная внутрь «гирлянды» фарфоровых изоляторов. Позднее стали использовать узкую нихромовую ленту, намотанную на пластинку из жаропрочного материала — слюды или керамики.
В современных утюгах применяют проволочные спирали, заключённые внутрь металлических трубок. Их заполняют специальным электроизоляционным материалом, который препятствует соприкосновению витков спирали друг с другом и, главное, с металлическими стенками трубки.
КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ
Провода, соединяющие потребителей тока с источниками электрической энергии, например квартирная проводка, всегда рассчитаны на определённый максимальный ток. По разным причинам сила тока может превысить допустимое значение, что приведёт к перегреву проводов и воспламенению их изоляции.
Одной из причин нарушения нормальной работы электрической сети может быть так называемое короткое замыкание проводов, при котором концы участка цепи соединяются проводником, сопротивление которого мало по сравнению с сопротивлением этого участка цепи. Такое замыкание возникает, в частности, из-за повреждения изоляции проводов.
ПРЕДОХРАНИТЕЛИ
Чтобы избежать последствий короткого замыкания, в сеть включают предохранители. Их назначение — автоматическое отключение электрической цепи, когда в ней начинает идти ток больше допустимой нормы.
Электрическая проводка в жилых зданиях рассчитана, как правило, на силу тока 6 А или 10 А. Главной частью предохранителей, используемых для её защиты, является проволока из легкоплавкого материала (например, из свинца).
Проволока находится внутри фарфоровой пробки, которая имеет винтовую нарезку и центральный контакт. Нарезка соединена с центральным контактом этой проволокой. Пробку ввинчивают в патрон, находящийся внутри фарфоровой коробки.
Свинцовая проволока представляет, таким образом, часть общей цепи. Толщина свинцовых проволок рассчитана так, что они выдерживают определённую силу тока.
Если сила тока превысит допустимое значение, то свинцовая проволока расплавится и цепь окажется разомкнутой. Предохранители с плавящимся проводником называют плавкими предохранителями.
Помимо плавких предохранителей, в последнее время в быту широкое распространение получили автоматические предохранители, в основу работы которых положено тепловое и/или магнитное действие тока. Если сила тока превысит допустимое значение, автоматический предохранитель разорвёт цепь.
В отличие от плавкого предохранителя автоматический готов к дальнейшему использованию после устранения неисправностей в сети.
Томас Альва Эдисон (1847—1931) — американский физик и изобретатель в области электротехники.
Александр Николаевич Лодыгин (1847—1923) — русский электротехник, создатель лампы накаливания.
Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Электрические нагревательные приборы».
Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).