2 вариант
1. Сила тока, идущего по проводнику, равна 2 А. Какой заряд проходит по проводнику за 10 минут?
1) 0,2 Кл
2) 5 Кл
3) 20 Кл
4) 1200 Кл
2. При увеличении напряжения U на участке электрической цепи сила тока I в цепи изменяется в соответствии с графиком (см. рисунок). Электрическое сопротивление на этом участке цепи равно
1) 2 Ом
2) 0,5 Ом
3) 2 мОм
4) 500 Ом
3. Если увеличить в 2 раза напряжение между концами проводника, а его длину уменьшить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник,
1) не изменится
2) уменьшится в 4 раза
3) увеличится в 4 раза
4) увеличится в 2 раза
4. Сопротивление участка цепи, изображённого на рисунке, равно
1) 11 Ом
2) 6 Ом
3) 4 Ом
4) 1 Ом
5. На цоколе лампы накаливания написано: «150 Вт, 220 В». Найдите силу тока в спирали при включении в сеть с номинальным напряжением
1) 0,45 А
2) 0,68 А
3) 22 А
4) 220000 А
6. Проволочная спираль, сопротивление которой в нагретом состоянии равно 55 Ом, включена в сеть с напряжением 127 В. Какое количество теплоты выделяет эта спираль за 1 минуту?
1) 17,595 кДж
2) 20 кДж
3) 230 кДж
4) 658,5 кДж
7. Установите соответствие между физическими величинами и единицами измерения этих величин.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.
Физическая величина
А) Сила тока
Б) Сопротивление
В) Работа электрического тока
Единицы измерения
1) Джоуль
2) Ватт
3) Вольт
4) Ампер
5) Ом
8. Электродвигатель подъёмного крана подключён к источнику тока напряжением 380 В, при этом сила тока в обмотке 20 А. Определите КПД подъёмного крана, если он поднимает груз массой 1 т на высоту 19 м за 50 с.
Вариант 4
1. Ток в электронагревательном приборе 5 А. Чему равен заряд, который пройдет через нагреватель за 3 минуты?
1) 15 Кл
2) 36 Кл
3) 900 Кл
4) 3600 Кл
2. На рисунке изображен график зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах. Чему равно сопротивление проводника?
1) 0,125 Ом
2) 2 Ом
3) 16 Ом
4) 8 Ом
3. Если напряжение между концами проводника и его длину уменьшить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник
1) уменьшится в 2 раза
2) не изменится
3) увеличится в 2 раза
4) уменьшится в 4 раза
4. Рассчитайте общее сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, если сопротивление каждого элемента цепи равно 1 Ом.
1) 3 Ом
2) 2 Ом
3) 1,5 Ом
4) 1/3 Ом
5. При силе тока 0,6 А сопротивление лампы равно 5 Ом. Определите мощность электрического тока лампы.
1) 0,06 Вт
2) 1,8 Вт
3) 3 Вт
4) 15 Вт
6. Чему равно напряжение на концах проводника, если при прохождении по нему электрического тока 4 А в течение 7,5 минут выделяется 216 кДж теплоты?
1) 0,12 В
2) 7,2 В
3) 120 В
4) 7200 В
7. Установите соответствие между физическими величинами и единицами измерения этих величин. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) Сила тока
Б) Напряжение
В) Мощность
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ
1) Джоуль
2) Ампер
3) Вольт
4) Ватт
5) Ом
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
8. Троллейбус движется равномерно по горизонтальному участку пути со скоростью 36 км/ч. Сила сопротивления, действующая на троллейбус, равна 2,2 кН. Найдите силу тока в обмотке двигателя, если напряжение на клеммах двигателя 550 В, а КПД равен 80%.
Ответы на контрольную работу по физике Постоянный ток 8 классВариант 1
1-2
2-1
3-3
4-3
5-1
6-4
7. А5 Б1 В3
8. ≈5,73 АВариант 2
1-4
2-4
3-3
4-3
5-2
6-1
7. А4 Б5 В1
8. 50%Вариант 3
1-1
2-4
3-2
4-4
5-2
6-2
7. А4 Б3 В1
8. ≈3,73 АВариант 4
1-3
2-4
3-2
4-3
5-2
6-3
7. А2 Б3 В4
8. 50 А
Вариант 2
1. Сила тока, идущего по проводнику, равна 2 А. Какой заряд проходит по проводнику за 10 минут?
1) 0,2 Кл
2) 5 Кл
3) 20 Кл
4) 1200 Кл
2. При увеличении напряжения U на участке электрической цепи сила тока I в цепи изменяется в соответствии с графиком (см. рисунок). Электрическое сопротивление на этом участке цепи равно
1) 2 Ом
2) 0,5 Ом
3) 2 мОм
4) 500 Ом
3. Если увеличить в 2 раза напряжение между концами проводника, а его длину уменьшить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник
1) не изменится
2) уменьшится в 4 раза
3) увеличится в 4 раза
4) увеличится в 2 раза
4. Сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно
1) 11 Ом
2) 6 Ом
3) 4 Ом
4) 1 Ом
5. На цоколе лампы накаливания написано: «150 Вт, 220 В». Найдите силу тока в спирали при включении в сеть с номинальным напряжением
1) 0,45 А
2) 0,68 А
3) 22 А
4) 220 000 А
6. Проволочная спираль, сопротивление которой в нагретом состоянии равно 55 Ом, включена в сеть с напряжением 127 В. Какое количество теплоты выделяет эта спираль за 1 минуту?
1) 17,595 кДж
2) 20 кДж
3) 230 кДж
4) 658,5 кДж
7. Установите соответствие между физическими величинами и единицами измерения этих величин. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) Сила тока
Б) Сопротивление
В) Работа электрического тока
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ
1) Джоуль
2) Ватт
3) Вольт
4) Ампер
5) Ом
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
8. Электродвигатель подъемного крана подключен к источнику тока напряжением 380 В, при этом сила тока в обмотке 20 А. Определите КПД подъемного крана, если он поднимает груз массой 1 т на высоту 19 м за 50 с.
Вариант 3
1. Время разряда молнии равно 3 мс. Сила тока в канале молнии около 30 кА. Какой заряд проходит по каналу молнии?
1) 90 Кл
2) 0,1 мкКл
3) 90 кКл
4) 0,1 мКл
2. На рисунке изображен график зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах. Чему равно сопротивление проводника?
1) 0,25 Ом
2) 2 Ом
3) 8 Ом
4) 4 Ом
3. Если уменьшить в 2 раза напряжение между концами проводника, а его длину увеличить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник
1) не изменится
2) уменьшится в 4 раза
3) увеличится в 4 раза
4) увеличится в 2 раза
4. Сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно
1) 9 Ом
2) 8 Ом
3) 4 Ом
4) 3 Ом
5. На корпусе электродрели укреплена табличка с надписью: 220 В, 500 Вт. Найдите силу тока, потребляемого электродрелью при включении в сеть.
1) 55 000 А
2) 2,27 А
3) 1,14 А
4) 0,88 А
6. Какую работу совершит электрический ток в течение 2 минут, если сила тока в проводнике 4 А, а его сопротивление 50 Ом?
1) 1600 Дж
2) 96 кДж
3) 24 кДж
4) 400 Дж
7. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) Сила тока
Б) Напряжение
В) Сопротивление
ФОРМУЛА
1) ρl/S
2) I2R
3) A/q
4) q/t
5) IUt
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
8. Кипятильник нагревает 1,2 кг воды от 12 °С до кипения за 10 минут. Определите ток, потребляемый кипятильником, если он рассчитан на напряжение 220 В. КПД кипятильника 90%. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°С).
§ 37. Сила тока. Единицы силы тока
Действия электрического тока, которые были описаны в § 35, могут проявляться в разной степени — сильнее или слабее. Опыты показывают, что интенсивность (степень действия) электрического тока зависит от заряда, проходящего по цепи в 1 с.
Когда свободная заряженная частица — электрон в металле или ион в растворе кислот, солей или щелочей — движется по электрической цепи, то вместе с ней происходит и перемещение заряда. Чем больше частиц переместится от одного полюса источника тока к другому или просто от одного конца участка цепи к другому, тем больше общий заряд q, перенесённый частицами.
Ампер Андре Мари (1775-1836)
Французский физик и математик, создал первую теорию, которая выражала связь электрических и магнитных явлений. Ввёл в физику понятие «электрический ток».
Электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника в 1 с, определяет силу тока в цепи. Значит, сила тока равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t, т. е.
I = q/t
где I — сила тока.
На Международной конференции по мерам и весам в 1948 г. было решено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с током. Ознакомимся сначала с этим явлением на опыте.
На рисунке 60 изображены два гибких прямых проводника, расположенных параллельно друг другу. Оба проводника подсоединены к источнику тока. При замыкании цепи по проводникам протекает ток, вследствие чего они взаимодействуют — притягиваются или отталкиваются, в зависимости от направления токов в них.
Рис. 60. Взаимодействие проводников с током
Силу взаимодействия проводников с током можно измерить
Эта сила, как показывают расчёты и опыты, зависит от длины проводников, расстояния между ними, среды, в которой находятся проводники, и, что самое важное для нас, от силы тока в проводниках. Если одинаковы все условия, кроме силы токов, то, чем больше сила тока в каждом проводнике, тем с большей силой они взаимодействуют между собой. Представим теперь себе, что взяты очень тонкие и очень длинные параллельные проводники
Расстояние между ними 1 м, и находятся они в вакууме. Сила тока в них одинакова
Представим теперь себе, что взяты очень тонкие и очень длинные параллельные проводники. Расстояние между ними 1 м, и находятся они в вакууме. Сила тока в них одинакова.
За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки таких параллельных проводников длиной 1 м взаимодействуют с силой 2 • 10-7 Н (0,0000002 Н).
Эту единицу силы тока называют ампером (А). Так она названа в честь французского учёного Андре Ампера.
Применяют также дольные и кратные единицы силы тока: миллиампер (мА), микроампер (мкА), килоампер (кА).
1мА = 0,001 А;
1 мкА = 0,000001 А;
1кА=1000А.
Чтобы представить себе, что такое ампер, приведём примеры: сила тока в спирали лампы карманного фонаря 0,25 А = 250 мА. В осветительных лампах, используемых в наших квартирах, сила тока составляет от 7 до 400 мА (в зависимости от мощности лампы).
Через единицу силы тока — 1 А определяется единица электрического заряда — 1 Кл, о которой было сказано в § 28.
Так как I = q/t, то q = It. Полагая I = 1 А, t = 1 с, получим единицу электрического заряда — 1 Кл.
1 кулон = 1 ампер • 1 секунду,
или
1Кл = 1А • 1с = 1А • с.
За единицу электрического заряда принимают электрический заряд, проходящий сквозь поперечное сечение проводника при силе тока 1 Аза время 1 с.
Из формулы q = It следует, что электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, зависит от силы тока и времени его прохождения. Например, в осветительной лампе, в которой сила тока равна 400 мА, сквозь поперечное сечение спирали за 1 мин проходит электрический заряд, равный 24 Кл.
Электрический заряд имеет также другое название — количество электричества.
Сила тока в различных потребителях электроэнергии
Вопросы
- От чего зависит интенсивность действий электрического тока?
- Какой величиной определяется сила тока в электрической цепи?
- Как выражается сила тока через электрический заряд и время?
- Что принимают за единицу силы тока? Как называется эта единица?
- Какие дольные и кратные амперу единицы силы тока вы знаете?
- Как выражается электрический заряд (количество электричества) через силу тока в проводнике и время его прохождения?
Упражнение 24
- Выразите в амперах силу тока, равную 2000 мА; 100 мА; 55 мА; 3 кА.
- Сила тока в цепи электрической плитки равна 1,4 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение её спирали за 10 мин?
- Сила тока в цепи электрической лампы равна 0,3 А. Сколько электронов проходит через поперечное сечение спирали за 5 мин?
1 вариант
1. За 20 минут через утюг проходит электрический заряд 960 Кл. Определите силу тока в утюге.
1) 0,6 А
2) 0,8 А
3) 48 А
4) 1920 А
2. На рисунке изображён график зависимости силы тока от напряжения на одной секции телевизора. Каково сопротивление этой секции?
1) 250 кОм
2) 0,25 Ом
3) 10 кОм
4) 100 Ом
3. Если увеличить в 2 раза напряжение между концами проводника, а площадь его сечения уменьшить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник,
1) увеличится в 2 раза
2) уменьшится в 2 раза
3) не изменится
4) увеличится в 4 раза
4. Сопротивление участка цепи, изображённого на рисунке, равно
1) 3 Ом
2) 5 Ом
3) 8 Ом
4) 21 Ом
5. На штепсельных вилках некоторых бытовых электрических приборов имеется надпись: «6 А, 250 В». Определите максимально допустимую мощность электроприборов, которые можно включать, используя такие вилки.
1) 1500 Вт
2) 41,6 Вт
3) 1,5 Вт
4) 0,024 Вт
6. Чему равно время прохождения тока по проводнику, если при напряжении на его концах 120 В совершается работа 540 кДж? Сопротивление проводника 24 Ом.
1) 0,64 с
2) 1,56 с
3) 188 с
4) 900 с
7. У становите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.
Физическая величина
А) Сила тока
Б) Напряжение
В) Сопротивление
Формула
1) A/q
2) I2 · R
3) ρl/S
4) I · U · t
5) q / t
8. С помощью кипятильника, имеющего КПД 90%, нагрели 3 кг воды от 19 °С до кипения за 15 минут. Какой ток при этом потреблял кипятильник в сети напряжением 220 В? Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг · °С).
Перемещение заряда по проводнику
Как вы уже знаете, электрический ток представляет собой упорядоченное движение заряженных частиц. Мы говорим, что частицы “заряженные” — это означает, что они имеют какой-то определенный заряд $q$.
Соответственно, при движение таких частиц происходит перенос некоторого заряда. Каждый свободный электрон в металле переносит заряд. Каждый ион в растворе кислот, солей или щелочей тоже переносит заряд.
Логично, что чем больше частиц переместится от одного участка цепи к другому, тем больший общий заряд будет ими перенесен.
От чего же зависит интенсивность действий электрического тока? Опытным путем было доказано, что интенсивность (степень действия) электрического тока зависит как раз от величины этого переносимого заряда.
{"questions":,"answer":0}}}]}3 вариант
1. Время разряда молнии равно 3 мс. Сила тока в канале молнии около 30 кА. Какой заряд проходит по каналу молнии?
1) 90 Кл
2) 0,1 мкКл
3) 90 кКл
4) 0,1 мКл
2. На рисунке изображён график зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах. Чему равно сопротивление проводника?
1) 0,25 Ом
2) 2 Ом
3) 8 Ом
4) 4 Ом
3. Если уменьшить в 2 раза напряжение между концами проводника, а его длину увеличить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник,
1) не изменится
2) уменьшится в 4 раза
3) увеличится в 4 раза
4) увеличится в 2 раза
4. Сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно
1) 9 Ом
2) 8 Ом
3) 4 Ом
4) 3 Ом
5. На корпусе электродрели укреплена табличка с надписью: 220 В, 500 Вт. Найдите силу тока, потребляемого электродрелью при включении в сеть.
1) 55 000 А
2) 2,27 А
3) 1,14 А
4) 0,88 А
6. Какую работу совершит электрический ток в течение 2 минут, если сила тока в проводнике 4 А, а его сопротивление 50 Ом?
1) 1600 Дж
2) 96 кДж
3) 24 кДж
4) 400 Дж
7. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины
определяются. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.
Физическая величина
А) Сила тока
Б) Напряжение
В) Сопротивление
Формула
1) (ρl)/S
2) I2 · R
3) A/q
4) q/t
5) I · U · t
8. Кипятильник нагревает 1,2 кг воды от 12 °С до кипения за 10 минут. Определите ток, потребляемый кипятильником, если он рассчитан на напряжение 220 В. КПД кипятильника 90%. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг · °С).
4 вариант
1. Ток в электронагревательном приборе 5 А. Чему равен заряд, который пройдет через нагреватель за 3 минуты?
1) 15 Кл
2) 36 Кл
3) 900 Кл
4) 3600 Кл
2. На рисунке изображён график зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах. Чему равно сопротивление проводника?
1) 0,125 Ом
2) 2 Ом
3) 16 Ом
4) 8 Ом
3. Если напряжение между концами проводника и его длину уменьшить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник,
1) уменьшится в 2 раза
2) не изменится
3) увеличится в 2 раза
4) уменьшится в 4 раза
4. Рассчитайте общее сопротивление участка цепи, изображённого на рисунке, если сопротивление каждого элемента цепи равно 1 Ом.
1) 3 Ом
2) 2 Ом
3) 1,5 Ом
4) 1/3 Ом
5. При силе тока 0,6 А сопротивление лампы равно 5 Ом. Определите мощность электрического тока лампы.
1) 0,06 Вт
2) 1,8 Вт
3) 3 Вт
4) 15 Вт
6. Чему равно напряжение на концах проводника, если при прохождении по нему электрического тока 4 А в течение 7,5 минут выделяется 216 кДж теплоты?
1) 0,12 В
2) 7,2 В
3) 120 В
4) 7200 В
7. Установите соответствие между физическими величинами и единицами измерения этих величин.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.
Физическая величина
А) Сила тока
Б) Напряжение
В) Мощность
Единицы измерения
1) Джоуль
2) Ампер
3) Вольт
4) Ватт
5) Ом
8. Троллейбус движется равномерно по горизонтальному участку пути со скоростью 36 км/ч. Сила сопротивления, действующая на троллейбус, равна 2,2 кН. Найдите силу тока в обмотке двигателя, если напряжение на клеммах двигателя 550 В, а КПД равен 80% .
Ответы на контрольную работу по физике Постоянный ток1 вариант
1-2
2-1
3-3
4-3
5-1
6-4
7-513
8. ≈ 5,73 А2 вариант
1-4
2-4
3-3
4-3
5-2
6-1
7-451
8. 50%3 вариант
1-1
2-4
3-2
4-4
5-2
6-2
7-431
8. ≈ 3,73 А4 вариант
1-3
2-4
3-2
4-3
5-2
6-3
7-234
8. 50 А
Единица измерения силы тока
А теперь представьте себе очень тонкие и очень длинные проводники. Расположены они параллельно друг другу. Расстояние между ними — $1 \space м$. Сила тока в них одинакова. И все это в вакууме! Вот здесь и появляется единица измерения силы тока (рисунок 3).
Рисунок 3. Определение единицы измерения силы тока
Имя этой единицы — ампер ($А$). Она названа в честь французского физика Андре Ампера (рисунок 4).
Рисунок 4. Ампер Андре Мари (1775 — 1836) — французский физик, математик и естествоиспытатель. Ввел в физику понятие электрического тока, за что в научном кругу его прозвали “Ньютоном электричества”
{"questions":,"explanations":,"answer":}}}]}Вариант 1
1. За 20 минут через утюг проходит электрический заряд 960 Кл. Определите силу тока в утюге.
1) 0,6 А
2) 0,8 А
3) 48 А
4) 1920 А
2. На рисунке изображен график зависимости силы тока от напряжения на одной секции телевизора. Каково сопротивление этой секции?
1) 250 кОм
2) 0,25 Ом
3) 10 кОм
4) 100 Ом
3. Если увеличить в 2 раза напряжение между концами проводника, а площадь его сечения уменьшить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник
1) увеличится в 2 раза
2) уменьшится в 2 раза
3) не изменится
4) увеличится в 4 раза
4. Сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно
1) 3 Ом
2) 5 Ом
3) 8 Ом
4) 21 Ом
5. На штепсельных вилках некоторых бытовых электрических приборов имеется надпись: «6 А, 250 В». Определите максимально допустимую мощность электроприборов, которые можно включать, используя такие вилки.
1) 1500 Вт
2) 41,6 Вт
3) 1,5 Вт
4) 0,024 Вт
6. Чему равно время прохождения тока по проводнику, если при напряжении на его концах 120 В совершается работа 540 кДж? Сопротивление проводника 24 Ом.
1) 0,64 с
2) 1,56 с
3) 188 с
4) 900 с
7. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЛИЧИНА
А) Сила тока
Б) Напряжение
В) Сопротивление
ФОРМУЛА
1) A/q
2) I2R
3) ρl/S
4) IUt
5) q/t
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
8. С помощью кипятильника, имеющего КПД 90%, нагрели 3 кг воды от 19 °С до кипения за 15 минут. Какой ток при этом потреблял кипятильник в сети напряжением 220 В? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°С).
Сила взаимодействия проводников с током как основа для определения единицы силы тока
Для того, чтобы определить единицу измерения силы тока, были проведены опыты, которые мы сейчас и рассмотрим. Опыты эти заключались в явлении взаимодействия двух проводников с током.
Возьмем два гибких прямых проводника. Расположим их параллельно друг другу. Подсоединим их к источнику тока (рисунок 2).
Рисунок 2. Взаимодействие проводников с током
После замыкания цепи по ней пойдет электрический ток. Ток будет идти и по нашим подопытным проводникам.
Что мы увидим? Они начнут взаимодействовать друг с другом. А именно, они будут притягиваться друг к другу (рисунок 2, а) или отталкиваться друг от друга (рисунок 2, б). Это будет зависеть от направления тока в них.
Тут же встает вопрос о том, как же измерить эту силу, с которой взаимодействуют проводники? Опыты показали следующее.
Сила взаимодействия между проводниками с током зависит от:длины проводников;расстояния между ними;среды, в которой находятся проводники;силы тока в проводниках.
Для нас сейчас имеет значение самый последний пункт. Возьмем проводники, для которых все остальные условия будут одинаковы, кроме силы токов. Окажется, что, чем больше сила тока в каждом проводнике, тем с большей силой они взаимодействуют между собой.
{"questions":,"answer":}}}]}Где может пригодиться этот закон Джоуля-Ленца?
В электротехнике есть понятие длительно допустимого тока протекающего по проводам. Это такой ток, который провод способен выдержать длительное время (то есть, бесконечно долго), без разрушения провода (и изоляции, если она есть, потому что провод может быть и без изоляции). Конечно, данные вы теперь можете взять из ПУЭ (Правила устройства электроустановок), но получали эти данные исключительно на основе закона Джоуля-Ленца.
В электротехнике так же используются плавкие предохранители. Их основное качество – надёжность срабатывания. Для этого используется проводник определенного сечения. Зная температуру плавления такого проводника можно вычислить количество теплоты, которое необходимо, чтобы проводник расплавился от протекания через него больших значений тока, а вычислив ток, можно вычислить и сопротивление, которым такой проводник должен обладать. В общем, как вы уже поняли, применяя закон Джоуля-Ленца можно рассчитать сечение или сопротивление (величины взаимозависимы) проводника для плавкого предохранителя.
А ещё, помните, мы говорили про . Там на примере лампочки я рассказывал парадокс, что более мощная лампа в последовательном соединении светит слабее. И наверняка помните почему: падение напряжения на сопротивлении тем сильнее, чем меньше сопротивление. А поскольку мощность — это , а напряжение очень сильно падает, то и выходит, что большое сопротивление выделит большое количество тепла, то есть, току придется больше потрудиться, чтобы преодолеть большое сопротивление. И количество тепла, которое выделит ток при этом можно посчитать с помощью закона Джоуля-Ленца. Если брать последовательное соединение сопротивлений, то использовать лучше выражение через квадрат тока, то есть, изначальный вид формулы:
А для параллельного соединения сопротивлений, поскольку ток в параллельных ветвях зависит от сопротивления, в то время, как напряжение на каждой параллельной ветви одинаковое, то формулу лучше всего представить через напряжение:
Примерами работы закона Джоуля-Ленца вы все пользуетесь в повседневной жизни – в первую очередь это всевозможные нагревательные приборы. Как правило, в них используется нихромовая проволока и толщина (поперечное сечение) и длина проводника подбираются с учётом того, чтобы длительное тепловое воздействие не приводило к стремительному разрушению проволоки. Точно таким же образом добиваются свечения вольфрамовой нити в лампе накаливания. По этому же закону определяют степень возможного нагрева практически любого электротехнического и электронного устройства.
В общем, несмотря на кажущуюся простоту, закон Джоуля-Ленца играет в нашей жизни очень огромную роль. Этот закон дал большой толчок для теоретических расчётов: выделение тепла токами , вычисление конкретной температуры дуги, проводника и любого другого электропроводного материала, потери электрической мощности в тепловом эквиваленте и т.д.
Вы можете спросить, а как перевести Джоули в Ватты и это довольно частый вопрос в интернете. Хотя вопрос несколько неверный, читая далее, вы поймёте почему. Ответ довольно прост: 1 дж = 0.000278 Ватт*час, в то время, как 1 Ватт*час = 3600 Джоулей. Напомню, что в Ваттах измеряется потребляемая мгновенная мощность, то есть непосредственно используемая пока включена цепь. А Джоуль определяет работу электрического тока, то есть мощность тока за промежуток времени. Помните, в законе Ома я приводил аллегорическую ситуацию. Ток – деньги, напряжение – магазин, сопротивление – чувство меры и денег, мощность – количество продуктов, которые вы сможете на себе унести (увезти) за один раз, а вот как далеко, как быстро и сколько раз вы сможете их увезти – это работа. То есть, сравнить работу и мощность никак не получается, но можно выразить в более понятных нам единицам: Ваттах и часах.
Думаю, что теперь вам не составит труда применить закон Джоуля-Ленца в практике и теории, если таковое потребуется и даже сделать перевод Джоулей в Ватты и наоборот. А благодаря пониманию, что закон Джоуля-Ленца это произведение электрической мощности на время, вы сможете более легко его запомнить и даже, если вдруг забыли основную формулу, то помня всего лишь закон Ома можно снова получить закон Джоуля-Ленца. А я на этом с вами прощаюсь.
Знаменитый русский физик Ленц и английский физик Джоуль, проводя опыты по изучению тепловых действий электрического тока, независимо друг от друга вывели закон Джоуля-Ленца. Данный закон отражает взаимосвязь количества теплоты, выделяемого в проводнике, и электрического тока, проходящего по этому проводнику в течение определенного периода времени.
