Физика п?нінен презентация Джоуль-Ленц за?ы

Тақырыбы: Токтың жұмысы мен қуаты. Джоуль-Ленц заңы.Орындаған: Танабаева Г.С.Шымкент 2016 ж. Ток жұмысы және қуаты Тізбек бөлігінен өткен ток қандай жұмыс атқарады. Оны анықтау үшін кернеуді еске түсірейік. Мына формулаға сәйкес U = A/q. Осыдан жұмыс былай анықталады: A = qU, мұндағы А — ток жұмысы, q — тізбек бөлігінен берілген уақыт ішінде өткен электр заряды. Соңғы теңдікке q=It өрнегін қойып алатынымыз: A = Iut (1) , Сонымен, тізбек бөлігіндегі ток жұмысын табу үшін тізбектің осы бөлігіндегі U кернеуді І ток күшіне және жұмыс атқарылатын t уақытқа көбейту керек.Ток әсерін тек А жұмыспен ғана емес, сондай-ақ Р қуатпен де сипаттайды. Ток қуаты уақыт бірлігі ішінде атқарылған жұмысты көрсетеді. Егер t уақыт ішінде А жұмыс атқарылса, онда ток қуаты P=A/t болады. Осы теңдікке (1) өрнекті қойып, мынадай формула аламыз: P = IU. Электр тогының Р қуатын табу үшін І ток күшін U кернеуге көбейту керек. Бірліктердің халықаралық жүйесінде (ХЖ) жұмысты джоульмен (Дж), қуатты – ваттпен (Вт), ал уақытты секундпен (с) өлшейді. Сонда 1 Вт = 1 Дж/с, 1 Дж = 1 Вт · с. Жұмыс істей алатын электрлік құралдардың шекті қуатын есептейік. Тұрғын үйлерде ток күші I = 10 А -ден аспайды, сондықтан U = 220 В кернеу үшін электрлік қуат мынаған тең: Р = 10 А · 220 В = 2200 Вт = 2,2 кВт. Желіге бір мезгілде қосынды қуаты көп құралдарды қосқанда, ток күші артып кетеді. Сондықтан олай қосуға болмайды. Тұрмыста ток жұмысын (жұмыс атқару үшін шығындалған электр энергиясын) электр санауышы деп аталатын арнайы құралмен өлшейді. Санауыштан электр тогы өткенде оның ішінде жеңіл алюминий диск айналады. Оның айналу жылдамдығы ток күші мен кернеуге пропорционал. Сондықтан оның берілген уақыттағы айналымдар саны бойынша осы уақыттағы атқарылған жұмысты анықтауға болады. Санауышта ток жұмысы киловатт- сағатпен (кВт · сағ) көрсетіледі. Қуаты 1 кВт электр тогының 1 сағат ішінде жасаған жұмысы 1 кВт · сағ болады. 1 кВт = 1000 Вт, ал 1 сағ 3600 с болса, онда 1 кВт · сағ = 1000 Вт · 3600 с = 3 600 000 Дж. Токтың жылулық әсері Электр тогы өткізгіштен өткенде өткізгіш қызады. Бұл құбылысты 1800 жылы француз ғалымы Антуан Фуркруа ашқан. Ол темір спираль арқылы ток жүргізіп оны өте жоғары температураға дейін қыздырған. Токтың жылулық әсерімен 41 жылдан кейін ағылшын физигі Дж. Джоуль, тағы бір жылдан соң орыс ғалымы Э.Х. Ленц айналысқан. Олар мынадай қорытындыға келді. Тогы бар өткізгіш шығарған жылу мөлшері ток күшінің квадратының, өткізгіш кедергісінің жєне ток өткен уақыттың көбейтіндісіне тең. Қазір бұл заңды Джоуль — Ленц заңы деп атайды. Математикалық түрде мына түрде өрнектеледі: Q = I2Rt.Өткізгіштің ток өткенде қызуы ток тасымалдаушы бөлшектердің жолында кездескен заттың атомдары, немесе иондарымен єсерлесуімен түсіндіріледі. Осы әсерлесулер нєтижесінде өткізгіштің ішкі энергиясы артып, ол қызады. Қызған өткізгіш өзі алған жылуды қоршаған ортаға береді. Джоуль — Ленц заңы анықтайтын жылу мµлшері осы энергия болып табылады. Джоуль — Ленц заңы тєжірибе жүзінде ашылған. Бірақ оның теориялық негізін де түсіндіруге болады. Электр тогы өткізгіштен өткенде мына өрнекпен анықталатын жұмыс А= IUt атқарылады. Ал U=IR. Сондықтан: A = I2Rt. Егер тогы бар өткізгіш тыныштықта болса жєне оның ішінде ешқандай химиялық реакциялар жүрмесе, онда барлық жұмыс оның ішкі энергиясын арттыруға жұмсалады. Бұл кезде тогы бар µткізгіш шығарған жылу мµлшері ток жұмысына тең болып, сол өрнекпен анықталады. Ток күші жоғары болса металл өткізгіш қатты қызып (күйіп) балқып кетуі мүмкін. Осыған балқығыш сақтандырғыш жұмысы негізделген. Ол электр тізбегінде шектен тыс көп ток өткенде тізбекті автоматты түрде өшіруге арналған. 46-суретте радиоэлектрондық құралдарда қолданылатын сақтандырғыш көрсетілген. Оның негізгі бөлігі қалыңдығы белгілі токқа есептелген (0,5 А, 1 А, 2 А жєне т.с.с.) тез балқитын металдан (мысалы қорғасыннан) жасалған сым болып табылады. Егер ток күші әр түрлі себеппен (мысалы қысқа тұйықталу кезінде) шекті мєннен асып кетсе, онда сым балқып тізбек ажыратылады.