Bài 16. Định luật Jun - Len-xơ

5
1
4
2
3
NGÔI SAO SỐ 2
A = P.t = UIt = I2Rt
Em hãy nêu
công thức tính công
của dòng điện?

NGÔI SAO SỐ 3
�
Công thức tính
điện trở
của dây dẫn phụ
thuộc vào p,l,s?

NGÔI SAO SỐ 5
�
Em hãy viết công thức
tính nhiệt lượng Q
đã học ở lớp 8?

Tại sao với cùng một dòng điện chạy qua thì dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao, còn dây nối với bóng đèn thì hầu như không nóng lên?
Máy bơm nước
Máy khoan
Bàn là
Đèn com-pac
Mỏ hàn
Nồi cơm điện
Đèn điện dây tóc
Em hãy lựa chọn các dụng cụ điện ở trên , xếp vào cột sau sao cho hợp lý:
Đèn com-pắc
Đèn điện dây tóc
Máy bơm nước;
Bàn là ; nồi cơm điện
Mỏy khoan
Mỏ hàn điện ;
Các dụng cụ điện biến đổi toàn bộ điện năng thành nhiệt năng có bộ phận chính là một đoạn dây dẫn bằng hợp kim nikêlin hoặc constantan.
Dây Constantan
Hoặc dây Nikêlin
1,7.10-8 < 0,5.10-6 < 0,4.10-6

Vậy:
BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
Hãy so sánh điện trở suất của dây dẫn bằng hợp kim nikêlin hoặc constantan với các dây dẫn bằng đồng.
A
45
15
30
60
V
K
5
10
20
25
40
35
50
55
t = 300s ; ?t0 = 9,50C
I = 2,4 A ; R = 5 ?
m1 = 200g
m2 = 78g
c1 = 4200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
Mễ PH?NG TH� NGHI?M KI?M TRA D?NH LU?T JUN - LEN-XO
25oC
34,5oC
+
_
2,4A
12V
C1: NHÓM 1,3: Hãy tính điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở trong thời gian trên.
Tóm tắt:
m1 = 200g = 0,2kg
m2 = 78g = 0,078kg
c1 = 4 200J/kg.K
c2 = 880J/kg.K
I = 2,4(A)
R = 5()
t = 300(s)
t0 = 9,50C
+ A = ?
+ Q= ?
+ So sánh A và Q.
C3: Hãy so sánh A và Q và nêu nhận xét, lưu ý rằng có một phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh.

C2: NHÓM 2,4: Hãy tính nhiệt lượng Q mà nước và bình nhôm nhận được trong thời gian đó.
A = I2Rt
Q = QNước + QNhôm
BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
C1�: Điện năng A của dòng điện chạy qua dây điện trở:� A = I2Rt = (2,4)2.5.300 = 86400(J)
C2�: Nhiệt lượng Q1 do nước nhận được :
Q1 = c1m1?t0 = 4200.0,2.9,5 = 7980 (J)
Nhiệt lượng Q2 do bình nhôm nhận được :
Q2 = c2m2?t0 = 880.0,078.9,5 = 652,08 (J)
Nhiệt lượng Q do cả bình và nước nhận được
Q = Q1+ Q2 = 7980 + 652,08 = 8632,08 (J)
Ta thấy A ? Q
C3:Nếu tính cả phần nhỏ nhiệt lượng truyền ra môi trường xung quanh thì A = Q
3. Phát biểu định luật
J.P.Jun (James Prescott Joule, 1818-1889)
H.Len-xơ (Heinrich Lenz, 1804-1865)
Nhiệt lượng tỏa ra ở dây dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây dẫn và thời gian dòng điện chạy qua.
Lưu ý: nếu Q tính bằng đơn vị calo thì

Q = 0,24I2Rt (Calo)

Q = I2Rt
I: cường độ dòng điện (A)
R: Điện trở của dây dẫn (Ω)
t: Thời gian dòng điện chạy qua (s)
Q: Nhiệt lượng tỏa ra (J)
Hệ thức của định luật:
BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LEN - XƠ
Cách khác vắn tắt
C4- H·y gi¶i thÝch : T¹i sao cïng mét dßng ®iÖn ch¹y qua mà d©y tãc bãng ®Ìn nãng s¸ng lªn tíi nhiÖt ®é cao, cßn d©y nèi víi bãng ®Ìn hÇu nh­ kh«ng nãng lªn ?
TL: cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn và dây nối b?ng nhau. Theo định luật Jun - Len xơ, nhiệt lượng toả ra ở dây tóc và ở dây nối tỉ lệ với điện trở của từng đoạn dây. Dây tóc có điện trở lớn nên nhiệt lượng toả ra nhiều, do đó dây tóc nóng lên đến nhiệt độ cao và phát ra ánh sáng. Còn dây nối có điện trở nhỏ nên nhiệt lượng toả ra ít và truyền phần lớn cho môi trường xung quanh, do đó, dây nối hầu như không nóng lên ( hay núng r?t ớt)
Q = I2Rt
do Rdõy d?t >> Rdõy d?ng
nên Qdõy d?t >>Qdõy d?ng
Do dú dõy d?t núng d?n nhi?t d? cao v� phỏt sỏng, cũn dõy d?ng h?u nhu khụng núng.
* GDBVMT
Đối với các thiết bị đốt nóng như bàn là, bếp điện, ấm điện. toả nhiệt là có ích, như một số thiết bị điện như động cơ điện và các thiết bị điện tử gia dụng toả nhiệt là vô ích.
Để tiết kiệm điện năng cần giảm sự toả nhiệt hao phí đó bằng cách giảm điện trở nội, sử dụng dây dẫn có điện trở nhỏ => tiết kiệm được năng lượng

CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT
Tuỳ theo vật liệu và tiết diện dây dẫn mà các dây dẫn chỉ chịu được những dòng điện có cường độ nhất định. Quá mức đó, theo định luật Jun - Len-xơ, dây dẫn có thể nóng đỏ, làm cháy vỏ bọc và gây hoả hoạn. Sử dụng cầu chì mắc nối tiếp với mỗi dụng cụ dùng điện, khi có sự cố, cường độ dòng điện tăng quá mức cho phép, thì dây chì sẽ nóng chảy và ngắt mạch tự động, tránh được tổn thất. Vì thế, dây chì và dây dẫn điện phải có tiết diện được tính toán phù hợp với cường độ dòng điện định mức.
Tiết diện của dây đồng và dây chì được quy định theo cường độ dòng điện định mức:
D?nh lu?t
Jun - Len xo
Di?n nang bi?n d?i
th�nh nhi?t nang
M?t ph?n di?n nang
bi?n d?i th�nh nhi?t nang
To�n b? di?n nang bi?n d?i
th�nh nhi?t nang
H? th?c c?a d?nh lu?t
theo don v? (J);
Q = I2Rt
H? th?c c?a d?nh lu?t
theo don v? (calo);
Q = 0,24.I2Rt
Trong dú;
I l� cu?ng d? dũng di?n (A)
R l� di?n tr? ( ? )
t l� th?i gian (s)
Q l� nhi?t lu?ng (J)
Q = P t
Q = U I t
SƠ ĐỒ KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
Bài tâp trắc nghiệm
Bài 1 :Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào là của định luật Jun - Len xơ ?
Bài 2: Nếu Q tính bằng calo thì phải dùng biểu thức nào trong các biểu thức sau đây?
Bài 3 Định luật Jun- Len xơ cho biết điện năng biến đổi thành:
Cơ năng C. Hoá năng
Năng lượng ánh sáng D. Nhiệt năng
Em hãy chọn câu trả lời đúng.
Q = I2 R t C. Q = I R2 t
B. Q = I R t D.Q =I2 R2 t
Q = U I t C. Q = 0,24 .I 2 R t
B. Q = I R2 t D.Q = 0,42 .I2 R t
C5:
ấm điện: (220 v - 1000 w )
U = 220 V
V= 2 l m= 2kg
t1=200 C
t2= 100 0C
C=4200 J/ kg k

t =?s
Bài giải
Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi ấm nước
Q= C m = 4200.2 .80 = 672000 (J)Vì ấm điện dùng ở hiệu điện thế bằng với hiệu điện thế định mức nên công suất tiêu thụ bằng công suất định mức bằng 1000 w
Điện năng tiêu thụ của ấm điện là:
A=P. t
Theo định luật Jun- Len xơ A = Q. Ta có A=P. t =672000
t =
?t