Az áram kalóriahatásai és alkalmazásai
Az áram kalóriahatásai:
E hatások megértése érdekében szem előtt kell tartanunk, hogy 1 joule = 0,24 cal, amelyet a joule „kalóriakvivalensének” nevezünk, ez azt jelenti, hogy az a kalória száma, amely megfelel 1 joule munkájának.
Annak kiszámításához, hogy egy elektromos áram mennyi energiát termelhet a vezetőn való áthaladáskor, csak meg kell szoroznunk bármelyik képletet, amely lehetővé teszi számunkra, hogy kiszámoljuk a joule mennyiségét (egy adott munkában) ezek 0,24 cal-jával. a képletek kifejezhetik a „joule-törvényt” az elektromos áram kalóriahatására, de általában ezt a kifejezést használják:
"Az elektromos áram által termelt hőmennyiség arányos az intenzitás négyzetével, a vezető ellenállásával és a rajta keresztül keringő idővel".
Ebben a képletben K értéke lesz az arányosság állandója 0,24 cal/joule; ha K = 1 a hőmennyiség Q joule-ban van kifejezve.
Az elektromos készülékekben a következő kifejezés praktikusabb, például a joule-törvény:
"Az elektromos készülékekben termelt kalória mennyisége arányos a teljesítményével és az áram áthaladásának idejével".
Az elektromos izzó:
Villanykörte: (izzószál izzóval világít) üvegampulla, amelyben vákuumot készítettek, és amely egy nagyon magas olvadáspontú anyagból készült szálat tartalmaz, amely az elektromos áram elmúlásával izzóká válik, és így fényt termel.
Az elektromos izzót az amerikai Thomas Alva Edison találta ki 1879-ben. Korábban 1801-ben elektromos ív vagy elektromos ív által előállított elektromos világítást használtak, Humphry Davi (Angol, 1778-1829); Előnyösen nyilvános világításban használták, és különböző gyakorlati kellemetlenségek miatt (a parazsák kopása és szétválasztása; több lámpa soros összekapcsolása és még sok más) felhagytak vele.
Villamos ív által előállított világítás
Két körülbelül 40 vagy 60 V feszültséggel kommunikált szenet érintkezésbe hoztak, és az általuk szétválasztott szikra kissé "ugrás" alatt egy "elektromos ív" (elektromos) megugrása ultraibolya sugárzásban gazdag (a szemre káros) nagyon intenzív fényt eredményezett. A pozitív szenet "bombázzák" a negatív szén által kibocsátott elektronok; ez pozitív széndörzsölést eredményez, amely egy "krátert" képez, amelyben a hőmérséklet 3500-nál magasabb lehet ºC.
Edison első elektromos izzói szénszálból készültek (bambuszból nyertek), amelyet egy üveggömbbe vákuumba zártak, hogy megakadályozzák égését.
Az "A" ütköző szigetelt a "B" menettől: amikor az izzót a "B" foglalatba csavarják, szigeteltek maradnak, és csak A kerül érintkezésbe A'-val, B pedig B '-vel, hogy lezárja az áramkört az izzószálon keresztül.
A gyártó minden villanykörtebe felírja jellemzőit, amelyek a teljesítmény és a feszültség.
Megfigyelés:
A volfrámszálas izzók sok energiát fogyasztanak; a valóságban a szállított elektromos energia csak 10% -a alakul át fényenergiává.
Fluoreszcens fénycső:
A fénycső egy foszfor bevonatú csőből, egy önindítóból és egy induktivitásból áll. A csövet inert gázzal (argonnal) és kis mennyiségű higanygőzzel töltik meg. Az alapozó áramot vezet a két izzószálra, amikor a lámpa be van kapcsolva. Az izzószálak elektronokat generálnak az argon ionizálására, és plazmát képeznek, amely áramot vezet. Az induktivitási tekercs korlátozza a csövön átfolyó áram mennyiségét. A plazma gerjeszti a higanyatomokat, amelyek ennek következtében látható és ultraibolya fényt bocsátanak ki. A fény a lámpa belsejében található foszforbevonatot éri, amely az UV-fényt láthatóbbá alakítja. A különböző foszforok melegebb vagy hűvösebb színeket eredményeznek (kalcium-volfrám = kék fény; cink-szilikát = zöldes fény; kadmium-borát = rózsaszínű fény; ezen sók keveréke fehér fényt ad stb.)
A fényfajtát, amelyet ez a fénycső ad, hideg fénynek nevezünk, mivel a cső soha nem éri el a 80 ° C-ot, szemben a joule-hatás által felmelegített izzólámpa által kibocsátott fénnyel.
Neon cső:
Üveg injekciós üveg vagy cső két elektródával, alacsony nyomású neongázt tartalmaz. Ez a lámpa vöröses-narancssárga fényt vált ki, ha a két elektróda között alkalmazott elektromos feszültség elég nagy ahhoz, hogy ionizálja a csőben lévő gázt. Az a feszültség, amelynél a lámpa elkezd ragyogni, a cső kialakításától függ. A gáz ionizálásakor a csőben a feszültségesés szinte állandó, függetlenül a rajta átfolyó áram intenzitásától. Emiatt néha apró neonlámpákat használnak elektronikus eszközökben, amelyek feszültségszabályozóként működnek és állandó egyenfeszültséget biztosítanak. Ezeket a lámpákat néha jelzőfényként is használják annak jelzésére, hogy elektromos berendezések vannak-e csatlakoztatva vagy sem.
A neonlámpák másik típusa egy üvegcső, amely nagyon alacsony nyomású ionizált neonnal töltődik be. A cső mélyvörösen világít, ha nagy feszültségű váltakozó áramot vezetnek a végeken lévő elektródákra. Ezt a típusú neonlámpát, valamint más gázokat, például argont vagy kriptont használó hasonló lámpákat széles körben használják a neonjelekben.
Biztosítékok vagy csatlakozók:
A biztosítékok vagy csatlakozók az elektromos berendezések vagy eszközök védelmét jelentik, szerepük az "égés", ha valamilyen oknál fogva "rövidzárlat" vagy "túlfeszültség" van.
Ha valamilyen oknál fogva az ellenállással kommunikáló vezetékek R (izzó, tűzhely stb.) helytelenül jönnek össze C "hidat" alkotva hirtelen csökken az ellenállás, növekszik az intenzitás és ezzel együtt a hőmennyiség is, Joule törvénye szerint.
Q = 0,24 I² • R • t kalória
Ez a hőemelkedés gyakran okozza a tüzet, ha nem veszik figyelembe a biztosítékok használatának elővigyázatosságát F hogy mikor égnek én túlzott értékeket elérni. (ha a kábelek nincsenek megfelelően behúzva C az áramkör "hossza" ARB; amikor kapcsolatba lép C az áramkör "rövidül" ACBés ezért a "rövidzárlat" elnevezés).
A hengeres biztosíték egy olvadó fémszalagból áll, amelyet kerámia vagy szálas henger zár be. A biztosíték végeihez rögzített fém csapok érintkeznek a fém szalaggal. Ez a típusú biztosíték egy elektromos áramkörbe kerül, így az áram a fémszalagon keresztül áramlik, hogy az áramkör teljes legyen. Ha az áramkörben túláram van, a fém csatlakozás olvadáspontjáig felmelegszik és megszakad. Ez megnyitja az áramkört, leállítja az áram áramlását, és ezáltal megvédi az áramkört.
A biztosítékok területén a legújabb fejlemények olyan modelleket tartalmaznak, amelyek pillanatnyi túlterhelést tesznek lehetővé az áramkör megszakítása nélkül. Ezekre szükség van a légkondicionálók táplálásához használt áramkörökben, mivel ezekben az eszközökben a kezdeti áramellátás nagyobb lehet. Az újonnan gyártott biztosítékok egy másik típusa különféle csatlakozásokat tartalmaz, amelyek kapcsolóval választhatók ki. Ha az egyik csatlakozás kifut, a biztosíték cseréje nélkül választható egy másik.
A gyakran megszakításokat tapasztaló nagyfeszültségű áramkörökben és a lakossági létesítményekben a védelmet differenciálkapcsolókkal és nem biztosítókkal végzik.
Elektromos fűtőberendezések, például vasalók, kályhák, hősugárzók, kenyérpirítók stb .:
Mindezek a fent említett műtárgyak alapvetően ugyanúgy működnek, egy olyan ellenállás, amelyben nagy az áram intenzitása, ami megnöveli az ellenállás anyagának hőmérsékletét, ennek átmérője nem elegendő ennek a nagy mennyiségű elektronnak a befogadására, amely súrlódást okoz elektronok az ellenállás falával, így az ellenállás hőmérsékletének növekedését generálják.
Vasban az ellenállás "R" (vagy "nicrón") a szigetelt csillámlemezek közé kerül, ezek a lemezek felmelegednek, és megadják nekünk azt a meleget, amelyet a vasban érezünk; most a lemezeket termosztátokkal építik "C", amelynek feladata az áramkör automatikus megszakítása, amikor a vas a kívántnál melegebbé válik.
Az alábbi ábra egy tűzhelyet ábrázol, amelynek párhuzamosan 3 rúdja vagy ellenállása van, mindegyiknek megvan a maga kapcsolója.
Szárazföldi aknák:
A legegyszerűbb ilyen eszköz robbanóanyagokkal töltött tartályból áll, amelyet két vastag elektróda keresztez. NAK NEK Y B amelyeket belül izzószál vagy ellenállás köt össze R, az áramkör lezárásával az akkumulátor akkumulátorától nagy távolságra elhelyezett kapcsolóval, amely biztosítja az elektromos energiát az izzólámpa izzóvá tételéhez, és ezáltal a robbanótöltet azonnali felrobbanásához és robbanásához.
Cauterizer:
Vanillák, apró sebek, polipok, anyajegyek stb. Eltávolítására használt eszköz. Két vastag rúdból áll NAK NEK Y B egyik végén platina szál csatlakozik hozzá Pt. Az elektromos forrással való kommunikáció során a "reosztát" R lehetővé teszi a platina izzószál izzójának rendeltetésszerű beállítását.
Reosztát: műszer az elektromos áramkör ellenállásának változtatására.
Ház villanyszerelése
Minden kapcsolat a ház belsejéhez való csatlakozástól
Annak érdekében, hogy megértsük, miről szól a csatlakozódoboz, tudnunk kell, hogy oda érkeznek az elszigetelt indítók, amelyeket az utcán áthaladó mátrix kábelekből vesznek; onnan folytatják a mérőórát (ez az eszköz méri, hogy egy otthon hány kilowattórát tölt el, valamint napi, havi fogyasztását és a beépítés dátumától kezdve); ezután jön az „elosztótábla”, ahonnan az induló vállalkozások (vagy vezetékek, amelyeken keresztül áramot vezetnek) a ház különböző részein; Ez a tábla rendelkezik egy általános kapcsolóval az egész házhoz vagy minden áramkörhöz. Az elosztódoboznak „dugó vagy a biztosíték”Ezt le kellene égetni "Áramlökések" kívülről; a kapcsolótáblának van egy pár "dugók vagy néhány biztosítékok vagy a automatikus„Áramkörönként, amelyet rövidzárlatnak kell égetnie a ház belsejében (kivéve az automata esetét, ha rövidzárlat van, akkor leállítja az áram áramlását vagy„ ugrik ”, ahogyan ezt általánosabban nevezik).
Az izzók párhuzamosan vannak a házban csatlakoztatva, és mindegyiküknek ellen kell állnia a nyilvános hálózat feszültségének (Chilében 220 V és a legtöbb országban kevés olyan ország van, amely eltér a 220 V-tól). Ha alacsonyabb feszültségűek, akkor a hálózati feszültség teljesítéséig sorba kapcsolhatók.
megfigyelés: Ha sorba kapcsolt izzók vannak (például karácsonyi fények) és egy ég, akkor ez az egész áramkör kikapcsol.
Három érintkezős kapcsoló:
Ez a típusú kapcsoló két lámpával ellátott lámpához használható. csak nézze meg a következő ábrát, ahol én az áramkört az izzó zárja le NAK NEK; ban ben II mindkét izzó zárja; ban ben III csak a B és be IV az áramkör mindkét izzóban megszakadt. A fentieket a háromérintkezős kapcsoló egyszerű elfordításával érjük el 1-2-3.
Négyérintkezős kapcsoló:
Ezt a kapcsolótípust általában a ház lépcsőjén használják, hogy be- vagy kikapcsolhassák az izzót "fel" és "lefelé".
Az előző ábra szerint az L izzó ki van kapcsolva az áramkör megszakadása miatt AA és be DD. Amint elkezd felmászni egy létrán, elforgatja az első emeleti kapcsolót ¼ fordulatot, ezzel bekapcsolva az áramkört AA és be DC az izzó meggyújtása L. A második emeleten, miután az ember felment, corresponding fordulattal elforgatja a megfelelő kapcsolót, kikapcsolva az izzót, amikor az áramkör megszakad DC; stb.
Ebben a diagramban ugyanaz az előző áramkör látható, de egyszerűbb, csak fordítsa a kapcsolót állásba NAK NEK vagy B hogy az áramkör bezáruljon vagy kinyíljon.
Bibliográfia:
Multimedia Encyclopedia of Science V2.0
A Microsoft encarta multimédiás enciklopédia
Fizika, elektromosság és mágnesesség tanfolyam a 4. osztály számára, Carlos Mercado S.
Következtetés:
A legtöbb olyan készülék, amely villamos energiával dolgozik, és amelynek hőtermelő funkciója az ellenállás vagy az izzószál függ, amely fűtött.
Az ellenállás során keletkező hőt a benne lévő elektronok súrlódása hozza létre, és egyenesen arányos azzal az intenzitással, anyaggal és átmérővel, amellyel az ellenállást felépítették.
Joule törvénye szerint az elektromos készülékben termelt kalória mennyisége arányos a teljesítményével és az áram áthaladásának idejével ".
Q = 0,24 • W • t (kalória)
Megtanultuk, hogyan működnek az áramkörök egy ház belsejében, és 2 típusukkal találkoztunk, az egyik három érintkezővel, a másik pedig 4 érintkezővel (amelyet általában lépcsőn vagy nagyon nagy távolságokon használnak)
Az ókortól kezdve az ember igyekezett javítani életminőségén, jól érezte magát és nem dolgozott túl sokat, korábban azért, hogy fáklyákat gyújtson, aztán lámpákkal tették, később pedig az áramnak és az általa létrehozott Thomas Alva Edison tudósnak köszönhetően Az első villanykörte, mellyel sok célra hőt kellett termelni, nehéz és lassú volt, amíg felfedezték, hogy az ellenálláson áthaladó áram nagy intenzitása hőt eredményez, ami forradalmasította az emberiséget.
Ebben a munkámban többet fogok beszélni és elmélyülni olyan témákról, mint egy ház elektromos telepítése, a kapcsolók különféle típusaira, amelyekre szükségünk lehet ebben a házban; Tudni fogunk többet arról is, hogy az ellenállásnak vagy az izzószálnak többszörös felhasználása van-e mind a fény előállítására, mind pedig annak hőforrásként való kihasználására. Látni fogjuk ezeket a felhasználásokat izzókban, lemezekben, kályhákban, aknákban és cauterizer. Másrészt az ember által létrehozott más fényforrásokat is látni fogunk a villanykörtein kívül, mint például a neoncsövek.
Tudni fogunk egy olyan eszközről, amely védelmet nyújt áramköreinkben és megvéd minket a rövidzárlat vagy a vas túlzott túlmelegedése által okozott hirtelen tüzektől.
Bevezetés.
Az elektromos áram kalóriahatásai és alkalmazásai:
Villanykörte.
Fluoreszcens fénycső.
Neon cső.
Biztosítékok vagy csatlakozók.
Elektromos tárgyak.
Föld aknák.
Cauterizer.
A ház villanyszerelése:
Minden összekötő kapcsolat befelé.