Загальна інформація
Застосування
Схема досліду
У цьому досліді йдеться про дослідження біметалічного вимикача.
Біметалічні пластини застосовують як захисний елемент у різних приладах. Так, властивість розмикати електричні кола використовують, наприклад, у теплових захисних вимикачах електричних прасок і в пристроях електроживлення. У системах сигналізації за допомогою біметалічної пластини коло замикається, коли температура перевищує допустиме максимальне значення.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Учні мають бути обізнані з принципом дії простого електричного кола та знати поняття струму й напруги.
Принцип
Дві з'єднані між собою по всій площині металеві смуги з різними коефіцієнтами теплового розширення разом утворюють біметалічну пластину. Якщо її нагріти, вона вигинається в бік того металу, що має менший коефіцієнт теплового розширення.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Учнів мають ознайомити з принципом дії біметалічної пластини, щоб вони зрозуміли, як різні коефіцієнти теплового розширення впливають на вигин пластини.
Завдання
Спочатку дослід складають відповідно до схеми, а потім нагрівають біметалічну пластину полум'ям - один раз у розімкненому й один раз у замкненому електричному колі.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Теорія
Запобіжники не допускають неприпустимо великої сили струму й таким чином захищають електричні прилади та установки. У найгіршому разі підвідні проводи могли б нагрітися так сильно, що спричинили б пожежу. Щоб цьому запобігти, у коло вбудовують запобіжники як "задані місця розриву".
У цьому досліді досліджують саме принцип дії біметалічного вимикача. Біметалічним вимикачем називають біметалічну пластину, тобто сполуку двох металів із різними коефіцієнтами теплового розширення. Якщо змінюється температура, змінюється й довжина металевих смуг. Оскільки різні метали за однакової температури розширюються неоднаково, біметалічна пластина вигинається в бік того металу, що має менший коефіцієнт лінійного розширення.
Наявна біметалічна пластина реагує настільки чутливо, що в обох частинах досліду досить незначного нагрівання. Вказівка нагрівати обережно має на меті те, щоб при багаторазовій демонстрації перемикань не витрачати забагато часу уроку, поки біметалічна пластина щоразу знову випрямиться.
Обладнання
Складання та виконання
Складання
Склади дослід відповідно до рисунка ліворуч.
За допомогою з'єднувальних штепселів надінь затискачі типу "крокодил" на обидва модулі з роз'ємом і затисни біметалічну пластину правим затискачем так, щоб задрукована поверхня була спрямована донизу.
Увімкни блок живлення й встанови номінальну напругу .
Схема досліду
Виконання
За розімкненого вимикача поверни правий затискач типу "крокодил" так, щоб біметалічна пластина торкалася лівого затискача згори.
Замкни вимикач, а потім обережно нагрій біметалічну пластину полум'ям поблизу її затиснутого кінця й дай їй охолонути; спостерігай за біметалічною пластиною та лампою розжарювання. (За потреби повтори дію)
За розімкненого вимикача розмісти біметалічну пластину так, щоб її вільний кінець був приблизно на нижче від лівого затискача типу "крокодил"; задрукована поверхня й далі спрямована донизу.
Замкни вимикач і дій так само, як у першій частині досліду.
Опрацювання результатів (1/3)
Заповни пропуски на основі спостережень: До першої частини досліду: якщо біметалічну пластину нагріти, вона ____ від лівого затискача типу "крокодил"; електричне коло розмикається, і лампа розжарювання ____. Під час охолодження вона знову ____ й замикає коло, тож лампа знову ____. До другої частини досліду: коли біметалічну пластину нагрівають, вона вигинається до затискача типу "крокодил"; електричне коло через це замикається, і лампа ____. Під час охолодження вона випрямляється і знову розмикає коло; лампа розжарювання ____.
Опрацювання результатів (2/3)
Питання
Опрацювання результатів (3/3)
Питання
Чому в цих прикладах застосування біметалічного вимикача доцільне або навіть необхідне?
