Нагревание током

Заголовок карточки
Нагревание током
Аннотация : Демонстрация нагревания проволоки электрическим током. Принцип действия плавкого предохранителя.
Физика
  • Электричество и магнетизм
  • Постоянный электрический ток
Образовательный уровень
  • базовый курс
Источники
С. А. Ловягин Изучение физики в 7-8 классах на основе простых, наглядных и содержательных экспериментов. - М., 2002.
Оборудование
Медная проволока диаметром 0,2 мм и длиной 1 м; щелочной аккумулятор на 12 В из 10 последовательно соединенных банок (или выпрямитель ВС–24); бумажные полоски длиной около 3 см; лист жести длиной 1 м и шириной около 20 см
Описание опыта :

Для проведения опыта возьмем медную проволоку такую же, какую используют в трансформаторах. Подключим проволоку к аккумулятору. По проволоке пойдет ток, она нагреется и удлинится в результате теплового расширения. Если увеличить напряжение, проволока нагреется сильнее, пойдет дым (горит лаковая изоляция проволоки). Дальнейшее увеличение напряжения настолько раскаляет проволоку, так что она способна пережечь закрепленную на ней бумагу. Можно заставить проволоку светиться, пропуская по ней электрический ток. Когда ток велик – проволока перегорает.

Явление перегорания проволоки при прохождении тока критической величины используют при устройстве плавких предохранителей: когда ток достигает предельной величины - проволочка предохранителя перегорает и размыкает цепь. Существует способ измерения величины электрического тока по степени нагревания проволоки.
Постановка опыта :

Медную проволоку диаметром 0,2 мм и длиной около метра, аккуратно зачищенную с обоих концов для хорошего электрического контакта, натягиваем между двумя опорами (например, лапками, вставленными вертикально в опоры демонстрационных штативов). На проволоку вешаем согнутые пополам небольшие полоски бумаги – проволоку становится лучше видно, и эксперимент становится более эффектным. Проволоку напрямую подключаем к аккумулятору или к выпрямителю ВС-24. При этом один конец проволоки подключаем к источнику, а другим концом  –  касаемся очередной банки аккумулятора, перекладывая контакт, при переходе к следующей ступени для увеличения тока. Если используется выпрямитель, увеличение напряжения менее наглядно (даже при использовании вольтметра, который загромождает демонстрационную установку). При этом следует ступень за ступенью, как в аккумуляторе, увеличивать напряжение до тех пор, пока проволока не перегорит. При 1,2 В, которые дает банка аккумулятора, заметных изменений не происходит. Свет в классе лучше выключить, чтобы эффектнее выглядела раскаленная проволока на завершающей стадии опыта. При увеличении напряжения проволока сперва провисает, будто живая; затем провисание увеличивается, а бумажные полоски начинают слегка дымиться; при дальнейшем росте напряжения они перегорают и падают на стол, на который для безопасности лучше положить лист металла. Постепенно становится все более заметно, что проволока раскаляется. В конце концов проволока перегорает.

Техника безопасности : На стол следует положить защитный металлический лист. Ученики должны сидеть за партами.
NE2857C1B340E4C5A8D8627D86595D56F