Народна Освіта » Фізика » § 49 . Електронагрівальні прилади

НАРОДНА ОСВІТА

§ 49 . Електронагрівальні прилади

Електронагрівальні прилади широко використовуються в побуті (мал. 108). Найбільш вживаним серед них, мабуть, є електролампа розжарювання (мал. 109).

Основна частина будь-якого нагрівального електричного приладу — нагрівальний елемент. Це провідник з великим питомим опором, здатний витримувати нагрівання до високої температури (1000—3000 vC). Найчастіше для виготовлення нагрівального елементу застосовують сплав нікелю, заліза, хрому й марганцю, відомий під назвою «ніхром». Значення питомого опору ніхрому , що майже в 70 разів більше від значення питомого опору міді.

У нагрівальному елементі провідник у вигляді дроту чи стрічки намотується на пластинку з жаростійкого матеріалу: слюди, кераміки. Так, нагрівальним елементом в електричній прасці є ніхромова стрічка, від якої нагрівається нижня частина праски.

У лампі розжарювання використовується спіраль із тонкого вольфрамового дроту. Вольфрам —

тугоплавкий метал, його температура плавлення 3387 С. У лампі розжарювання вольфрамова спіраль нагрівається до 3000?°С й світиться яскравим світлом. Спіраль вміщують у скляну колбу (мал. 109), з якої викачують насосом повітря, щоб спіраль не перегоріла за присутності кисню. Вольфрам у вакуумі швидко випаровується, що приводить до зменшення поперечного перерізу спіралі й доволі швидкому її перегорянню. Для запобігання швидкому випаровуванню вольфраму лампи наповнюють інертними газами — криптоном, аргоном тощо. Молекули газу перешкоджають швидкому випаровуванню вольфраму з розжареної спіралі.

Промисловість випускає лампи розжарювання, розраховані на різну напругу:    220 В (для

освітлювальної мережі), 50 В (для залізничних вагонів), 12 і 6 В (для автомобілів), 1,5—12 В (для кишенькових ліхтариків). Винахідниками електричної лампи були російський інженер О. М. Лодигін та американський винахідник Т. Едісон.

У промисловості теплову дію струму використовують для виплавляння спеціальних сортів сталі й багатьох інших металів, для електрозварювання. У сільському господарстві за допомогою електричного струму обігрівають теплиці, кормозапарники, інкубатори, а також сушать зерно, готують силос.

Електричні кола завжди розраховані на певну найбільшу силу струму. Якщо з тієї чи іншої причини сила струму в колі стає більшою від допустимої, то провідники можуть дуже нагрітися і навіть розплавитися або призвести до загоряння ізоляції та пожежі. Причиною цього може стати, наприклад, коротке замикання при випадковому дотикові (контакті) оголених провідників.

Під час короткого замикання внаслідок різкого зменшення опору ділянки кола зростає сила струму, який може дуже розігріти провідники. Щоб запобігти недопустимому зростанню сили струму в колі, використовують запобіжники. Розглянемо будову деяких запобіжників, які застосовуються у побуті. Основним елементом плавкого запобіжника (мал. 110) є провідник (1) з легкоплавкого металу, що проходить усередині фарфорової або скляної трубки (2). Трубка має металеві наконечники (3). Ця конструкція вставляється у спеціальний тримач із металевими затискачами (4).

 

При силі струму, яка перевищує певну величину, наприклад 0,5 А або 2 А, металевий провідник усередині ізоляційної трубки плавиться, розмикаючи електричне коло. Величина струму, на який розраховано запобіжник, регулюється за допомогою зміни поперечно перерізу плавкого провідника.

Запобіжники мають різноманітні конструкції. Широкого вжитку набули запобіжники, принцип дії яких заснований на тепловому розширенні під час нагрівання. Такі запобіжники використовуються, наприклад, для регулювання температури електричної праски, недопущення перегріву електричного чайника тощо.

Основною частиною електронагрівального приладу є нагрівальний елемент — провідник з великим питомим опором, здатний витримувати високі температури, не руйнуючись.

1. Що є основним елементом електронагрівального приладу? 2. Наведи приклади використання електронагрівальних приладів у побуті, промисловості. 3. Чому балони ламп розжарювання наповнюють інертним газом? 4. Яка будова сучасної лампи розжарювання? 5. Назвіть перших винахідників електричного освітлення за допомогою ламп розжарювання. Що ви про них знаєте? 6. З яких матеріалів виготовляють нагрівальні елементи? Охарактеризуйте ці матеріали.

? 1. Що може трапитися з провідником, якщо сила струму стане більшою від допустимої норми? 2. Що може спричинити значне збільшення сили струму в електричному колі? 3. У чому причина короткого замикання? 4. Чим пояснити, що під час короткого замикання сила струму в колі може бути дуже великою?

5.    Для чого призначені запобіжники, які вмикають у коло?

6.    Яка будова плавкого запобіжника?

1. Чому вольфрамову нитку ламп розжарювання виготовляють у вигляді спіралі?

Розробіть проект

1.    «Історія розвитку електричного освітлення».

2.    «Використання теплової дії струму в будові теплиць та інкубаторів». 3. «Використанні електричної енергії для виплавляння сталі й алюмінію».

 

Це матеріал з підручника Фізика 8 клас Гуз

 

Категорія: Фізика

Автор: evg от 7-08-2016, 14:13, Переглядів: 5190