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第154期  总第5514期  2017年11月21日  星期二
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电流热效应的奥秘
来源:本站原创 作者:admin 发布日期:2017-11-21 13:38:03

你知道为什么家里的电水壶通电后,就可以将水加热吗?你知道为什么电饭锅通电后,就可以煮熟食物吗?你知道为什么家里的白炽灯泡通电后,一会儿就烫手吗?这都要归功于电流的热效应。今天小编来教大家制作一个小型的电热切割器,亲自感受电能转为热能的过程!

实验目的
了解电流的热效应,动手制作电热切割器,培养同学们的实践动手能力和科学探究精神。


实验材料
扎线、导线、木方、圆木棒、木片、皮筋、电阻丝、泡沫球、电池盒、5号电池、鱼嘴夹、密封圈、圆木轮、羊眼螺丝、白乳胶、双面胶等。



注意事项
安装好电池后,实验通电开始切割泡沫球时,请戴上厚手套。整个实验过程需要家长的陪同和指导。


实验步骤
1.用白乳胶将两个短木片和木方粘贴在一起,使木方有两个垫脚。提前准备一个圆木轮,靠左粘贴在木方上面。
 


2.准备一根与圆木轮中间的小孔直径大小接近的圆木棒,并将圆木棒插在圆木轮上面固定好,在圆木棒上套上一个密封圈(密封圈内圈的直径与圆木棒接近)。
 


3.在密封圈的上面放置一个长木条,注意提前将长木条尾部凿出一个直径与圆木棒接近的圆孔,并套在圆木棒上固定好。
 

 

4.在木方上靠近圆木轮的位置安装一个羊眼螺丝,在最上面的木条上面套上一个皮筋,把它连接到底部的羊眼螺丝上面。
 


5.在顶部的木条和底部的木方上面分别安装两个羊眼螺丝,在两个螺丝之间连接一根电阻丝,注意将整个电阻丝拉直。
 


6.用双面胶将电池盒粘贴在木方上面,把红色的电线连接到鱼嘴夹上面。
 


7.用塑料绳将一根黑色的电线固定在木条上面,并将黑色的电线与电池盒上的黑色电线缠绕在一起,连接好。
 


8.安装电池,并把鱼嘴夹夹在羊眼螺丝上面。
 


电热切割器就制作完成了,通电一段时间后,试着将泡沫球进行切割吧!
 

 

实验原理
通电后电流通过电阻丝时,电流做功而消耗电能,产生了热量,能使与它接触的泡沫球或塑料迅速熔化,从而将其切开,这种现象利用了电流的热效应。电热切割可以切得很直、很快,而且切口处很光滑。

电流热效应的利与弊

实验证明,当电流通过导体时,由于自由电子的碰撞,导体的温度会升高。这是因为导体吸收的电能转换成为热能的缘故。这种现象叫作电流的热效应。电流通过导体时所产生的热量与电流强度的平方、导体本身的电阻以及电流通过的时间成正比。
 

电流的热效应在生产上有许多应用。电灯利用电流产热使灯丝达到白炽状态而发光,熔断器利用电流产热使其熔断而切断电源。电流的热效应也是近代工业中的一种重要加热方式,如利用电炉炼钢,电机通电烘干等。
 

电流的热效应也有它不利的一面,由于构成电气设备的导线存在电阻,所有电气设备在工作时要发热,使温度升高。如果电流过大,温度升得过高就会加速绝缘体老化,甚至损坏设备。一些大电流通过不够粗的导线时,会产生大量的热,导致线路短路,引发火灾。为了保证电气设备能正常工作,各种设备都规定了限额,如额定电流、额定电压和额定电功率等。

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