BÀI TẬP TỐI THIỂU VẬT LÝ 09 CB 9.16 – ĐỊNH LUẬT JUN – LENXƠ (Joule – Lenz) *** TÌM HIỂU THÊM: Điện năng: Năng lượng dòng điện Dòng điện có lượng khơng? Câu trả lời có, nhờ thiết bị chuyển đổi Quạt, ti vi, … mà dịng điện sinh cơng, hay nói cách khác Cơng dịng điện sản đoạn mạch số đo lượng điện chuyển hóa dạng lượng khác (Nhiệt từ Bếp, Quang từ Bóng đèn, …) để phục vụ sống! Vậy công sinh đoạn mạch xác định nào? A = UIt Trong đó: A (J): Cơng sinh đoạn mạch có hiệu điện đầu mạch U (V), dòng điện I (A) chạy qua mạch thời gian t (s) Ví dụ: Đoạn mạch có bóng đèn 6V – 3W lắp vào hiệu điện V, phút dịng điện sinh cơng bao nhiêu? Bóng đèn 6V – 3W bóng đèn hoạt động bình thường (với hiệu điện đầu bóng đèn 6V) dịng điện qua bóng đèn lúc 0,5 A (hay công suất tiêu thụ điện W) Ta có điện tiêu thụ bóng đèn là: A = UIt = V 0,5 A 60 s = 180 (J) Quả số đáng nể biết, lượng lượng đủ sức nâng mèo lên độ cao tòa nhà tầng :D Lượng điện chuyển hóa thành dạng lượng khác bóng đèn nào? - % để phát sáng - % cho dạng lượng khác - Và 94 % dành cho xạ nhiệt mơi trường xung quanh Hay nói cách khác, có % lượng điện chuyển hóa có ích cho việc phát sáng (Hiệu suất có %) Quả lãng phí vô lớn! Nhưng lại vậy!? Đèn dây tóc phát sáng dựa vào hiệu ứng dịng điện có tác dụng nhiệt qua vật dẫn, dịng điện lớn nhiệt độ vật dẫn cao Khi nhiệt độ vật dẫn đạt đến khoảng 5000C vật dẫn bắt đầu phát sáng, nhiệt độ cao vật dẫn sáng Để phát ánh sáng mầu vàng cam trắng, nhiệt độ dây tóc bóng đèn khoảng 20000C (người ta thường chọn dây vonfram có điểm nóng chảy cao 3410°C để làm dây tóc bóng đèn) Như trước có ánh sáng bóng đèn cần làm nóng dây tóc đến nhiệt độ cần thiết, điện chuyển đổi chủ yếu thành nhiệt chuyển hóa thành Quang năng, lãng phí vơ cùng! Bây dần chuyển sang dùng đèn Compact, đèn Compact cho nhiều ánh sáng mà không nhấp nháy ánh sáng từ bóng đèn dây tóc nên mỏi mắt Đèn Compact thường có lượng phát sáng nhiều gấp – lần đèn sợi đốt có cơng suất Do mà chúng tiết kiệm nhiều điện hơn! Trí Hiếu Study © Vũ Đình Thư - www.facebook.com/vatlythaythu (0904.654.798) Định luật Jun – Lenxơ (Joule – Lenz) Vậy nhiệt lượng tỏa dây dẫn diễn nào? Theo thuyết Electron: dòng điện kim loại dịng dịch chuyển có hướng electron tự Khi dịch chuyển có hướng lịng kim loại electron tự va chạm vào chỗ (nguyên tử kim loại) trật tự mạng tinh thể Thông qua va chạm liên tiếp, electron truyền phần tồn lượng dịng điện mà mang theo cho mạng lưới tinh thể dạng nhiệt Vì dịng điện chạy qua, dây dẫn kim loại nóng lên tỏa nhiệt môi trường xung quanh Link: https://www.youtube.com/watch?v=KprFTxjQAoE Xác định lượng nhiệt tỏa dây dẫn nào? Năm 23 tuổi (1841), thực nghiệm xác định lượng điện tiêu thụ dây dẫn so sánh với nhiệt lượng nước thu về, James Presscott Joule (1818 – 1889) phát ra: Nhiệt lượng tỏa điện trở tỉ lệ với bình phương cường độ dịng điện tỉ lệ với thời gian dòng điện chạy qua mạch Hay: Q = I2Rt Ông phát điều đồng thời với nhà Vật lý người Nga: Heinrich Lenz (1804 – 1865), nên định luật mang tên Định Luật Joule – Lenz Ít người biết rằng, sau phát quy luật ơng kiên trì làm 400 lần thí nghiệm khác vịng 38 năm để khẳng định Và sau này, Định luật Joule – Lenz trở thành sở thực nghiệm vô quan trọng cho định luật bao quát Vũ Trụ: Định luật Bảo toàn Năng lượng VẬN DỤNG Tại với dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn nóng lên cao, dây nối với bóng đèn nóng lên khơng đáng kể? Nếu dây dẫn điện vào nhà bạn thường xuyên phải tải dòng điện lên đến 30 A Theo em: a Có nguy xảy khơng? Để đảm bảo an tồn bạn cần chọn dây dẫn có biện pháp đảm bảo an tồn khơng? b Dựa vào bảng (Tiết diện dây đồng dây chì quy định theo cường độ dòng điện) trang 46 SGK Em lựa chọn tiết diện dây dẫn điện vào nhà tiết diện dây cầu chì phù hợp Một điện trở có nhãn 10 Ω - 10 W a Điện trở nên mắc vào hiệu điện bao nhiêu? b Giả sử điện trở hoạt động cơng suất định mức lượng nhiệt tỏa phút bao nhiêu? Một bình ấm đun nước có ghi 220 V – 2200 W mắc vào hiệu điện 220 V a Tính thời gian để đun sơi lít nước từ nhiệt độ 200C, biết nhiệt dung riêng nước 4200 J/Kg.K nhiệt lượng hao phí nhỏ b Trên thực tế, thời gian để đun nước sôi ấm lên tới phút Tính hiệu suất ấm đun nước c Tính lượng nhiệt mà ấm nước tỏa ngồi mơi trường sau mối lần đun sơi nước d Giả sử trung bình ngày gia đình cần đun sơi lít nước, tính tiền điện đun nước người phải trả trung bình tháng (trung bình 30 ngày/tháng) Biết tiền điện trung bình 2000 VNĐ/ số điện Trí Hiếu Study © Vũ Đình Thư - www.facebook.com/vatlythaythu (0904.654.798) ... – 1865), nên định luật mang tên Định Luật Joule – Lenz Ít người biết rằng, sau phát quy luật ơng kiên trì làm 400 lần thí nghiệm khác vịng 38 năm để khẳng định Và sau này, Định luật Joule – Lenz.. .Định luật Jun – Lenxơ (Joule – Lenz) Vậy nhiệt lượng tỏa dây dẫn diễn nào? Theo thuyết Electron: dòng điện... định Và sau này, Định luật Joule – Lenz trở thành sở thực nghiệm vô quan trọng cho định luật bao quát Vũ Trụ: Định luật Bảo toàn Năng lượng VẬN DỤNG Tại với dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn nóng