Загальна інформація
Застосування
Лампи розжарювання
Кожен, напевно, уже помічав, що лампи розжарювання з часом сильно нагріваються під час роботи. Те саме відбувається і з нагрівальними спіралями в електрочайниках чи на плитах.
Цей ефект виникає тому, що дроти, якими тече струм, перетворюють певну частину енергії струму на теплоту. Що більший внутрішній опір такого дроту або спіралі, то сильніше він нагрівається від протікання струму.
Показати учням цей принцип вражаюче й наочно - ось мета цього досліду.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Учні мають бути знайомі з поняттям нагрівання провідника струмом. Корисно, якщо вони знають поняття електричного опору й можуть пов'язати його з нагріванням.
Принцип
- Опір залізної вати спричиняє при протіканні струму таке нагрівання, якого досить, щоб вона зайнялася
- Оксид заліза, що утворюється внаслідок хімічної реакції, після цього більше не займається
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Коли крізь залізну вату тече струм, вона через опір тонкого матеріалу нагрівається так сильно, що спочатку починає жевріти, а потім навіть горить. Оксид заліза, що при цьому утворився (його видно за темнішим забарвленням), запалити вже не вдається.
Завдання
- Жмуток залізної вати спершу підносять лише до одного з двох контактів батареї.
- Після цього залізною ватою з'єднують обидва полюси
Правила безпеки
- Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
- Поводитися з залізною ватою, що горить, і з батареєю треба з особливою обережністю.
Теорія
Цим дослідом можна вражаюче продемонструвати теплову дію електричного струму.
Провідники нагріваються при протіканні струму залежно від свого опору. Так, мідь через свій малий опір (свою високу провідність) нагрівається лише трохи, тоді як залізні, хромові чи нікелеві дроти нагріваються сильніше.
Що тонший дріт, то більший його опір і то сильніше він нагрівається, коли крізь нього тече струм. Якщо піднести залізну вату до обох полюсів батареї, вона розжарюється так сильно, що згорає.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість | 1 | Плоска батарея, 4,5 В, 3R 12 DIN 40869 | 07496-01 | 1 | 2 | Сталева вата (залізо), дрібна, 200 г | 31999-20 | 1 | 3 | Захисна підкладна пластина, 26,5 см x 36,5 см, алюміній | 39180-01 | 1 | 4 | Щипці для тигля, нержавіюча сталь, l = 200 мм | 33600-00 | 1 |
|---|
Складання та виконання
Складання та виконання
Рисунок 1
Батарею ставлять на захисну підкладну пластину.
Невеликий жмуток залізної вати беруть тигельними щипцями і підносять спершу лише до одного полюса батареї.
Після цього його підносять одночасно до обох контактів (зверни увагу на рисунок 1).
Опрацювання результатів
Опрацювання результатів (1/2)
Питання
Питання
Питання
Опрацювання результатів (2/2)
Підсумуй, про що ти дізнався під час цього досліду. Якщо піднести залізну вату до ____ батареї, струм текти не може, тому вата не нагрівається. Якщо з'єднати залізною ватою ____, то ____ крізь тонкі дротики спричиняє таке сильне нагрівання, що залізо спершу жевріє, а потім навіть ____. Оксид заліза, що при цьому утворюється, ____ проводить струму, тож удруге вату запалити вже не вдасться.