Методическая разработка рассмотрена и представлена кафедрой физики Кубгау протокол №12 от «14»


НазваниеМетодическая разработка рассмотрена и представлена кафедрой физики Кубгау протокол №12 от «14»
страница8/14
Дата публикации17.06.2013
Размер0.99 Mb.
ТипМетодическая разработка
vb.userdocs.ru > Физика > Методическая разработка
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   14

Контрольные вопросы



1. Сформулируйте законы Ома для участка цепи и полной це­пи.

2. Как определить общее сопротивление цепи при последова­тельном, параллель-

ном и смешанном соединении сопротивлений?

3. Сформулируйте законы Кирхгофа.

4. Для заданной преподавателем разветвленной электрической цепи напишите законы Кирхгофа, объясните свои действия по составлению уравнений.

5. Как изменяются показания измерительных приборов на схеме рис. 3, если до-

полнить схему 4-й лампой, включенной: параллельно HL1; последовательно HL3?

6. Как изменятся показания измерительных приборов на схе­ме рис. 4, если до-

полнить схему четвертой лампой, включенной: а) последовательно лампе HL1;

б) параллельно HL3?

Рекомендуемая литература
1. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1994. § 98, 100, 101.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. М: Наука, 1978. Т. 2. § 34, 35, 36.

3. Грабовский Р.И. Курс физики. С-Пб.: Лань, 2002. Часть П, § 12, 13.


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3-04
Определение энергетических характеристик

электрического нагревателя
Цель работы: определить мощность, потребляемую электрическим нагревателем,

коэффициент полезного действия нагревателя и стоимость потреб-

ленной им электроэнергии.

Приборы и принадлежности: электрический нагреватель, ампер­метр, вольтметр,

термометр, секундомер, сосуд с жидкостью, весы электрические.
Теория работы


Протекание электрического тока в проводниках вызывает их нагревание. Количество теплоты, выделяемой проводником при прохож­дении по нему тока, определяется по закону Джоуля - Ленца:
Q=I2Rt , (1)
где I  сила тока в цепи нагревателя; R – сопро­тивление нагревателя; t  время прохождения тока.

Работа, совершаемая электрическим током при нагревании, в соответствии с законом сохранения энергии равна выделяющейся теплоте и определяется выражением:

А = Q = IUt , (2)
где U  напряжение на клеммах нагревателя.

Мощность электрического нагревателя равна
. (3)
При работе электрического нагревателя всегда имеют место потери энергии (тепла) на излучение и нагрев по­сторонних предметов. Поэтому коэффициент полезного действия нагревателя всегда меньше единицы и определяется отношением полезно использованного тепла Qп ко всему теплу Q, выделенному в нагревателе за счет энергии электрического тока:

. (4)
Если на нагревателе производится нагрев жидкости, находящейся в некотором сосуде, то количеством полезно использованной теплоты Qп следует счи­тать энергию Q1 + Q2, используемую соответственно на нагревание сосуда (Q1) и жидкости (Q2) в нем:
(5)
где с1 и с2  удельные теплоемкости материала сосуда и жидкости соответственно; m1 и m2  масса сосуда и масса жидкости соответственно; tн и tк – начальная и конечная температуры жидкости и сосуда, находящихся в тепловом контакте.

С учетом (5) полезно использованная энергия вычисляется по формуле

, (6)

а коэффициент полезного действия с учетом (2), (4) и (6) будет равен:
. (7)

Если КПД нагревателя низок, то значительная часть выделившейся в нагревателе теплоты переходит в окружающую среду. В результате стоимость потребленной электроэнергии окажется неоправданно высокой. Кроме того, выделение теплоты в окружающую среду ведет к ухудшению экологической обстановки. Таким образом, экономические и экологические факторы требуют увеличения КПД нагревателей, который можно повысить за счет снижения потерь энергии путем использования тепловых экранов и улучшения теплоизоляции.
Порядок выполнения работы


1. Собрать электрическую цепь в соответствии со схемой, представленной на рис. 1. Обозначения на рис. 1: SA  выключатель, PA  амперметр, PV вольтметр, R  электрический нагреватель.

Рис. 1
После проверки электрической цепи преподавателем

и разрешения с его стороны
2. Включить питание электрической цепи выключателем SA и прогреть электронагрева­тель в течение 10-15 мин, не ставя сосуд на него.

3. С помощью лабораторных весов определить массу сосуда m1. Налить воду в сосуд до указанного преподавателем уровня и измерить массу сосуда с водой, а затем определить массу m2 воды в сосуде.

4. С помощью термометра измерить начальную температуру tн воды в сосуде. Температуру воды и сосуда считать одинаковыми.

5. Установить сосуд с водой и помещенным в нее термометром на электронагреватель, одно­временно начав отсчет времени нагрева.

6. Не вынимая термометр из воды и помешивая им воду, измерить температуру воды tк с заданным преподавателем шагом времени нагрева не менее пяти раз. Конечная температура tk воды для одного опыта является начальной температурой tн для последующего опыта. Измеренные температуры записать в таблицу.

7. Рассчитать мощность электрического нагревателя Р с помощью формулы (3).

8. С помощью формулы (2) рассчитать потребленную энергию Q и ее стоимость Ст, учитывая, что стоимость 1 кВт×ч равна 1,60 руб. (на 1.01.2006 г.). Учесть, что 1 Дж =

= 1 Вт×с.

9. С помощью формулы (6) рассчитать полезную энергию Qп .

10. Рассчитать КПД нагревателя с помощью формулы (4).

11. Произвести расчет абсолютной < > и относительной погрешнос­тей определения КПД.

12. Сделать выводы по работе и записать их в отчет.

Таблица



Показания приборов

Расчетные данные


m1 кг


m2

кг

tн, oC

tк, oC

t, oС
I, A

U, B

t, с

Р,Вт

Q,

Дж

Ст коп

Qп

Дж


h

%



%

Dh%

h,%

,%

1




















































2



















3



















4



















5



















Удельная теплоемкость алюминия с1 = 890 Дж/кг×К; воды с2 = 4190 Дж/кг×К.

Контрольные вопросы

1. Чему равна работа электрического тока? Единица измерения работы в системе СИ.

2. Чему равна мощность электрического нагревателя? Единица измерения мощности в системе СИ.

3. Что называется коэффициентом полезного действия электрического нагревателя?

4. Какие факторы влияют на величину КПД нагревательной установки?

5. Почему стремятся повысить КПД электронагревательных установок? Как это сделать?

6. Объясните методику расчета стоимости потребленной электрической энергии.

7. Сформулируйте закон ДжоуляЛенца.

8. Докажите эквивалентность выражений закона Джоуля - Ленца:

.

Рекомендуемая литература
1. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1994. § 99.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. М: Наука, 1978. Т. 2. § 37, 38.

3. Грабовский Р.И. Курс физики. С-Пб.: Лань, 2002. Часть П, § 12.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3-05
Изучение работы трансформатора

и определение его характеристик
Цель работы: изучить устройство трансформатора, определить его параметры и ха-

рактеристики.

Приборы и принадлежности: трансформатор, вольтметры, амперметр, потенцио-

метр, реостат, ключи, соедини­тельные провода.

1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   14

Похожие:

Методическая разработка рассмотрена и представлена кафедрой физики Кубгау протокол №12 от «14» iconМетодическая разработка рассмотрена и представлена кафедрой физики Кубгау протокол №13 от «21»
Рецензент: к т н., доцент Кудряков А. Г. (кафедра применения электрической энергии Кубгау)
Методическая разработка рассмотрена и представлена кафедрой физики Кубгау протокол №12 от «14» iconМетодическая разработка открытого классного часа «Белый месяц»
Методическая разработка составлена классным руководителем 541 гр. Матаннановой С. Н
Методическая разработка рассмотрена и представлена кафедрой физики Кубгау протокол №12 от «14» iconМетодическая разработка к учебнику
Исмаилова Д. Б. Методическая разработка к учебнику New English File Elementary. Лексика. – Казань: Познание, 2008
Методическая разработка рассмотрена и представлена кафедрой физики Кубгау протокол №12 от «14» iconМетодическая разработка по дисциплине «Английский язык»
Методическая разработка предназначена для студентов I-II курсов специальности «Гостиничный и туристический бизнес» исодержит достаточный...
Методическая разработка рассмотрена и представлена кафедрой физики Кубгау протокол №12 от «14» iconМетодическая разработка №11 для студентов для проведения лабораторно-практического...
Зав кафедрой фармацевтической химии с курсами аналитической и токсикологической химии
Методическая разработка рассмотрена и представлена кафедрой физики Кубгау протокол №12 от «14» iconМетодическая разработка №10 для студентов для проведения лабораторно-практического...
Зав кафедрой фармацевтической химии с курсами аналитической и токсикологической химии
Методическая разработка рассмотрена и представлена кафедрой физики Кубгау протокол №12 от «14» iconМетодическая разработка для студентов 1 курса медико-профилактического...
Методическая разработка для студентов 1 курса медико-профилактического факультета
Методическая разработка рассмотрена и представлена кафедрой физики Кубгау протокол №12 от «14» iconМетодическая разработка для преподавателей Дисциплина «Анатомия и физиология»

Методическая разработка рассмотрена и представлена кафедрой физики Кубгау протокол №12 от «14» iconПрограмма учебно-произвостенной (таможенной) практики специальности 080115. 65 «Таможенное дело»
Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Таможенное право» от «5» октября 2012 года, протокол №2
Методическая разработка рассмотрена и представлена кафедрой физики Кубгау протокол №12 от «14» icon«Медицинская документация»
Методическая разработка составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
контакты
vb.userdocs.ru
Главная страница