電熱
電流的熱效應(yīng):電流通過導(dǎo)體時(shí)電能要轉(zhuǎn)化成熱,這個(gè)現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。
電流熱效應(yīng)的實(shí)質(zhì):電流通過導(dǎo)體電能轉(zhuǎn)化為熱能的過程;電流做多少功的過程。
電流的三種效應(yīng):熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、磁效應(yīng)
實(shí)驗(yàn):
【實(shí)驗(yàn)器材】(如下圖)燒瓶(三個(gè)燒瓶中放入等量的煤油)、溫度計(jì)、銅絲、鎳鉻合金絲、電源。
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚貉芯侩娏魍ㄟ^導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟那些因素有關(guān)?
【實(shí)驗(yàn)原理】:根據(jù)煤油在玻璃管里上升的高度來判斷電流通過電阻絲通電產(chǎn)生電熱的多少。
實(shí)驗(yàn)采用煤油的目的:煤油比熱容小,在相同條件下吸熱溫度升高的快:是絕緣體。
【實(shí)驗(yàn)步驟】(1)① 如下圖中的左圖,在兩瓶中分別浸泡銅絲、鎳鉻合金絲。
② 將兩瓶中的金屬絲串聯(lián)起來接到電源上。③ 通電一段時(shí)間后,比較兩瓶中煤油的溫度變化。
(2) 在通電時(shí)間相同的情況下,分別給一個(gè)燒瓶中的鎳鉻合金絲通入大小不同的電流(下圖中的右圖),觀察什么情況下產(chǎn)生的熱量多。
【實(shí)驗(yàn)表明】
(1) 在電流、通電時(shí)間相同的情況下,電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。
(2) 在通電時(shí)間一定、電阻相同的情況下,通過電流大時(shí),鎳鎘合金絲產(chǎn)生的熱量多。
(3) 在電阻電流相同條件下熱量跟通電時(shí)間成正比。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。
焦耳定律:
定義:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。
計(jì)算公式:Q=I2Rt(適用于所有電路)對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出:Q=It= 2t/R =W=Pt
、 串聯(lián)電路中常用公式: Q=I2Rt。 Q1:Q2:Q3:…Q=R1:R2:R3:…:R
并聯(lián)電路中常用公式: Q= 2t/R Q1:Q2= R2:R1
② 無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算在一定時(shí)間所產(chǎn)生的總熱量 常用公式Q= Q1+Q2+…Q
③ 分析電燈、電爐等電熱器問題時(shí)往往使用:Q=2t/R=Pt
高壓輸電:當(dāng)發(fā)電廠電功率一定,送電電壓與送電電流成反比,輸電時(shí)電壓越高,電流就越小。此時(shí)因?yàn)檩旊娋路上有電阻,根據(jù)P = I2 R 可知,電流越小時(shí),在電線上消耗的電能就會(huì)越少。所以電廠在輸電時(shí)提高送電電壓,減少電能在輸電線路上的損失。
電熱的應(yīng)用
電熱的利用:加熱(熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器)
電熱器
、 定義:利用電流的熱效應(yīng)而制成的發(fā)熱設(shè)備。
② 原理:焦耳定律。
③ 組成:電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體,發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的合金制成。
、 優(yōu)點(diǎn):清潔衛(wèi)生沒有污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。
電熱的防止:
原因:溫度過高,損壞電器、引起火災(zāi)
方法:散熱窗、散熱片、散熱風(fēng)扇
例子:電視機(jī)外殼的散熱窗;計(jì)算機(jī)內(nèi)的散熱風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)外殼的散熱片等。