{"id":89529,"date":"2018-02-17T09:43:00","date_gmt":"2018-02-17T09:43:00","guid":{"rendered":""},"modified":"2023-01-06T20:35:05","modified_gmt":"2023-01-06T20:35:05","slug":"efectul-electrotermic","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cvnextjob.com\/index.php\/2018\/02\/17\/efectul-electrotermic\/","title":{"rendered":"EFECTUL ELECTROTERMIC"},"content":{"rendered":"
<\/div>

<\/h3>\n
\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
Prima aplica\u0163ie industrial\u0103 a efectului electrotermic a fost iluminatul electric. Ea dateaz\u0103 din anul 1882, an \u00een care prima uzin\u0103 electric\u0103, construit\u0103 de Edison, a alimentat 13000 de l\u0103mpi. PRODUCEREA EFECTULUI ELECTROTERMIC <\/b>\u00cen anul 1801 Davy a observat c\u0103 unind polii unei baterii printr-un fir sub\u0163ire de platin\u0103, acesta se poate \u00eenc\u0103lzi p\u00e2n\u0103 la ro\u015fu. Fenomenul observat constituie efectul termic al curentului electric. El a stat la baza procesului tehnic realizat la sf\u00e2r\u015fitul secolului al XIX-lea, progres const\u00e2nd \u00een introducerea iluminatului electric. \u00cen experimentul care urmeaz\u0103 vom pune \u00een eviden\u0163\u0103 acest fenomen \u00eentr-un fir de nichelin\u0103. <\/span>EXPERIMENTUL  <\/span><\/i>Alc\u0103tui\u0163i un circuit dintr-un alimentator, un \u00eentrerup\u0103tor \u015fi un fir de nichelin\u0103 spiralat, cu rezisten\u0163\u0103 de circa 6\u03a9, fixat pe un suport.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
Alimenta\u0163i circuitul la tensiunea de 2V \u015fi \u00eenchide\u0163i \u00eentrerup\u0103torul. Prinde\u0163i rezistorul spiralat cu degetele. Ve\u0163i sim\u0163i degajarea de c\u0103ldur\u0103. Deschide\u0163i circuitul  \u015fi degajarea c\u0103ldurii \u00eenceteaz\u0103. \u00cen timpul experimentului atinge\u0163i \u015fi conductorii de leg\u0103tur\u0103. Ve\u0163i constata c\u0103 ace\u015ftia nu se \u00eenc\u0103lzesc. Repeta\u0163i experimentul, la aceia\u015fi tensiune, dar \u00een curent alternativ. Fenomenul va fi acela\u015fi.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
Un conductor metalic prin care se stabile\u015fte un curent electric degaj\u0103 c\u0103ldur\u0103 .<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
C\u0103ldura degajat\u0103 de un conductor a fost m\u0103surat\u0103 prima dat\u0103 de c\u0103tre J. P. Joule, \u00een jurul anului 1850.  Metoda folosit\u0103 de el v\u0103 este deja cunoscut\u0103, este metoda calorimetric\u0103<\/b>. \u00centr-un calorimetrul cu ap\u0103 se introduce conductorul. C\u0103ldura degajat\u0103 de el este egal\u0103 cu cea absorbit\u0103 de ap\u0103 \u015fi de vasul calorimetric (pierderile se neglijeaz\u0103). Iat\u0103 cum se procedeaz\u0103 pentru a determina aceast\u0103 c\u0103ldur\u0103:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n

EXPERIMENTUL  II<\/span><\/i><\/h4>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
Fixa\u0163i \u00een bornele capacului calorimetrului un rezistor spiralat \u015fi introduce\u0163i-l \u00een paharul mic al calorimetrului care trebuie s\u0103 con\u0163in\u0103 ap\u0103 (circa 75 cm3<\/sup>). Not\u0103m cu m  <\/b>masa apei . <\/b>Realiza\u0163i apoi montajul electric din figura de mai jos:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
\u015fi cu ajutorul unui termometru determina\u0163i temperatura (ini\u0163ial\u0103) a apei \u03b80<\/sub><\/b>. Alimenta\u0163i apoi circuitul la tensiunea de 6V \u015fi a\u015ftepta\u0163i pu\u0163in (5-10 min.) agit\u00e2nd cu agitatorul apa din pahar. Nota\u0163i \u015fi intensitatea curentului I1<\/sub><\/b>. La \u00eentreruperea circuitului m\u0103sura\u0163i din nou temperatura  apei (temperatura final\u0103) \u03b81<\/sub><\/b>. Dac\u0103 se neglijeaz\u0103 c\u0103ldura absorbit\u0103 de paharul mic al calorimetrului, de termometru \u015fi de agitator, atunci c\u0103ldura absorbit\u0103 de ap\u0103 Q1<\/sub><\/b> \u015fi deci cea degajat\u0103 de rezistor este:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
Q1<\/sub> = mc( \u03b81<\/sub>– \u03b80<\/sub>)<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
unde c<\/b> este c\u0103ldura masic\u0103 a apei.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
Cele constatate \u00een experimentul I ridic\u0103 urm\u0103toarea problem\u0103: de ce sesiz\u0103m degajarea c\u0103ldurii numai \u00een conductorul spiralat de nichelin\u0103 iar \u00een conductorii de leg\u0103tur\u0103 nu, de\u015fi \u015fi ei sunt str\u0103b\u0103tu\u0163i de acela\u015fi curent.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
Pentru a g\u0103si r\u0103spunsul la aceast\u0103 \u00eentrebare trebuie c\u0103utat\u0103 m\u0103rimea care diferen\u0163iaz\u0103 conductorii de leg\u0103tur\u0103 de cel de nichelin\u0103.  Aceast\u0103 m\u0103rime este rezisten\u0163a lor. De exemplu, conductorii de leg\u0103tur\u0103 folosi\u0163i \u00een experimentul de mai sus au rezisten\u0163a de circa 0,6\u03a9 \u00een timp ce conductorul spiralat de nichelin\u0103 are rezisten\u0163a de 6\u03a9.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
Pentru a v\u0103 convinge de rolul pe care \u00eel are rezisten\u0163a conductorului \u00een efectul electrotermic trebuie m\u0103surate c\u0103ldurile degajate de doi conductori cu rezisten\u0163e diferite, prin care, \u00een acela\u015fi timp, se stabile\u015fte acela\u015fi curent. <\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n

LEGEA  EFECTULUI  ELECTROTERMIC<\/span><\/h1>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n

EXPERIMENTUL III<\/span><\/i><\/h4>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
Se stabilesc dou\u0103 calorimetre, unul con\u0163in\u00e2nd un rezistor cu rezisten\u0163a R1<\/sub><\/b> (de 6\u03a9) \u015fi altul cu un rezistor R2<\/sub><\/b> ( de 4\u03a9). \u00cen ambele se pune aceia\u015fi cantitate de<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
ap\u0103 (circa 75 cm3<\/sup>) a c\u0103rei mas\u0103 o not\u0103m cu m<\/b>. Cu ajutorul unui termometru se m\u0103soar\u0103 temperatura apei din cele dou\u0103 calorimetre. Ea va fi evident aceia\u015fi. Noi o not\u0103m cu \u03b80<\/sub><\/b>. Se realizeaz\u0103 circuitul din figur\u0103:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
\u015fi se alimenteaz\u0103 la 12 V c.c. Dup\u0103 circa 5 min., timp \u00een care se agit\u0103 continuu apa din calorimetre, se \u00eentrerupe circuitul \u015fi se m\u0103soar\u0103 din nou temperaturile apei din cele dou\u0103 vase \u03b81<\/sub><\/b> \u015fi \u03b82<\/sub><\/b> .<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
C\u0103ldurile degajate de cei doi conductori Q1<\/sub><\/b> \u015fi Q2<\/sub><\/b> sunt:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                        Q1 <\/sub>= mc(\u03b81<\/sub> \u2013 \u03b80<\/sub>)  <\/span><\/b>,<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                        Q2 <\/sub>= mc(\u03b82<\/sub> \u2013 \u03b80<\/sub>) <\/span><\/b> .      <\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            F\u0103c\u00e2nd raportul acestora se ob\u0163ine dup\u0103 simplificare:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                         Q1 <\/sub>\/ Q2 <\/sub>= (\u03b81<\/sub> \u2013 \u03b80<\/sub>) \/ (\u03b82<\/sub> \u2013 \u03b80<\/sub>)<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
De aici rezult\u0103 c\u0103 pentru a determina experimental valoarea raportului Q1 <\/sub>\/ Q2<\/sub><\/b>  <\/sub>este suficient s\u0103 se m\u0103soare temperaturile: \u03b80<\/sub><\/b>, \u03b81<\/sub><\/b>, \u03b82<\/sub><\/b>.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
Compara\u0163i valoarea acestui cu cea a raportului rezisten\u0163elor celor doi conductori R1<\/sub>\/R2<\/sub><\/b> \u015fi ve\u0163i constata apropierea lor.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
Inegalitatea rapoartelor se datoreaz\u0103 pierderilor de c\u0103ldur\u0103. M\u0103sur\u0103tori foarte precise au ar\u0103tat \u00eens\u0103, c\u0103 cele dou\u0103 rapoarte sunt egale:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
Q1<\/sub>\/Q2<\/sub> = R1<\/sub>\/R2<\/sub><\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
C\u0103ldurile degajate de doi conductori prin care se stabile\u015fte acela\u015fi curent, \u00een acela\u015fi timp, sunt direct propor\u0163ionale cu rezisten\u0163ele acestor conductori.<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
 Q ~ R<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
A\u015fadar, conductori cum ar fi argintul, cuprul, \u015fi aluminiul pu\u015fi \u00een acelea\u015fi<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
condi\u0163ii cu conductorii de fier, nichelin\u0103, manganin\u0103, degaj\u0103 mai pu\u0163in\u0103 c\u0103ldur\u0103 ace\u015ftia din urm\u0103. Nichelina degaj\u0103 de 15 ori mai mult\u0103 c\u0103ldur\u0103 dec\u00e2t aluminiul \u00een acelea\u015fi condi\u0163ii.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
Pe baza acestei informa\u0163ii se poate explica de ce conductorii de aluminiu sunt utiliza\u0163i \u00een instala\u0163iile electrice, iar cei de nichelin\u0103 la fabricarea aparatelor de \u00eenc\u0103lzit, dar nu se poate explica de ce, uneori, se produc incendii din cauza supra\u00eenc\u0103lzirii conductorilor de aluminiu din instala\u0163ii. Cum ajung ace\u015fti conductori s\u0103 se \u00eenc\u0103lzeasc\u0103 a\u015fa de tare \u00eenc\u00e2t s\u0103 provoace incendii \u00een cl\u0103diri?<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
Pentru rezolvarea acestei probleme vom repeta experimentul II, stabilind \u00een circuit un alt curent.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
\u00cen acest scop aliment\u0103m circuitul la o tensiune diferit\u0103 de cea din experimentul II, spre exemplu 24Vc.c.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n

EXPERIMENTUL   IV<\/span><\/i><\/h4>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
Se pune \u00een vasul calorimetric aceia\u015fi cantitate de ap\u0103 ca \u00een experimentul II, la aceia\u015fi temperatur\u0103 ini\u0163ial\u0103  \u03b80<\/sub><\/b> \u015fi se \u0163ine \u00eenchis circuitul tot acela\u015fi timp. Se noteaz\u0103 noua valoare a intensit\u0103\u0163ii curentului I2<\/sub><\/b> \u015fi se m\u0103soar\u0103, la sf\u00e2r\u015fit, temperatura apei \u03b82<\/sub><\/b>.  Se calculeaz\u0103  cantitatea de c\u0103ldur\u0103 degajat\u0103 de conductor \u00een aceste condi\u0163ii:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
             Q2<\/sub> = mc( \u03b82<\/sub>– \u03b80<\/sub>)<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
\u015fi apoi valoarea raportului dintre aceast\u0103 c\u0103ldur\u0103 \u015fi cea din experimentul II, adic\u0103 Q2<\/sub>\/Q1<\/sub><\/b>. Acest raport se compar\u0103 cu raportul p\u0103tratelor intensit\u0103\u0163ilor curen\u0163ilor I2<\/sub>2<\/sup>\/I1<\/sub>2<\/sup><\/b>. Valorile lor vor fi apropiate, nu chiar egale, din cauza pierderilor de c\u0103ldur\u0103 de care nu s-a \u0163inut seama. M\u0103sur\u0103torile de precizie au ar\u0103tat c\u0103 cele dou\u0103 rapoarte sunt egale.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                         Q2<\/sub>\/Q1<\/sub> = I2<\/sub>2<\/sup>\/I1<\/sub>2<\/sup><\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
C\u0103ldura degajat\u0103 de doi conductori identici, \u00een acela\u015fi timp, atunci c\u00e2nd prin ei se stabilesc curen\u0163i diferi\u0163i, sunt direct propor\u0163ionale cu p\u0103tratele intensit\u0103\u0163ilor acestor curen\u0163i.<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
                          Q ~ I2<\/sup><\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
Deci, \u00eenc\u0103lzirea conductorilor instala\u0163iei se produce atunci c\u00e2nd intensitatea curentului este mare.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n

EXPERIMENTUL   V<\/span><\/i><\/h4>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
Se realizeaz\u0103 montajul din figur\u0103, f\u0103r\u0103 ampermetru \u015fi se m\u0103soar\u0103 temperatura ini\u0163ial\u0103 a apei \u03b80<\/sub><\/b>. Se \u00eenchide circuitul \u015fi dup\u0103 un timp t1 <\/sub>(5 min.) se m\u0103soar\u0103 din nou temperatura \u03b81<\/sub><\/b>. Se a\u015fteapt\u0103 \u00een continuare \u00eenc\u0103 c\u00e2teva minute \u015fi se noteaz\u0103 temperatura final\u0103 \u03b82<\/sub><\/b>.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
Se calculeaz\u0103 c\u0103ldurile degajate p\u00e2n\u0103 \u00een momentele t1<\/sub><\/b> \u015fi t2<\/sub><\/b> \u015fi apoi raportul lor:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                        Q2<\/sub>\/ Q1<\/sub> = (\u03b82 <\/sub>\u2013 \u03b80<\/sub>) \/ (\u03b81<\/sub>-\u03b80<\/sub>)<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
care se compar\u0103 cu cel al duratelor t2<\/sub>\/t1<\/sub><\/b>.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
M\u0103sur\u0103tori mai exacte au ar\u0103tat c\u0103 cele dou\u0103 rapoarte sunt egale:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                        Q2<\/sub>\/Q1<\/sub> = t2<\/sub>\/t1<\/sub><\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
C\u0103ldurile degajate de un conductor str\u0103b\u0103tut de curent sunt direct propor\u0163ionale cu duratele de alimentare ale acestuia.<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n

                         Q ~ t<\/span><\/h4>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
Din experimentele de mai sus rezult\u0103 c\u0103 prin efectul electrotermic se degaj\u0103 c\u0103ldur\u0103 propor\u0163ional cu rezisten\u0163a conductorului R<\/b>, cu p\u0103tratul intensit\u0103\u0163ii curentului care-l str\u0103bate I2<\/sup><\/b> \u015fi cu timpul c\u00e2t st\u0103 conductorul \u00een circuit, t<\/b>.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
 <\/span><\/div>\n
<\/div>\n
C\u0103ldura degajat\u0103 de un conductor prin care se stabile\u015fte un curent este direct propor\u0163ional\u0103 cu produsul  dintre rezisten\u0163a lui, p\u0103tratul intensit\u0103\u0163ii curentului \u015fi durata de alimentare ( Legea lui Joule).<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
                Q ~ RI2<\/sup>t <\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
Dac\u0103 R<\/b> se m\u0103soar\u0103 \u00een ohmi, I<\/b> \u00een amperi, iar t<\/b> \u00een secunde, atunci valoarea lui Q<\/b> se exprim\u0103 \u00een jouli \u015fi avem egalitatea:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                   Q = RI2<\/sup>t<\/b><\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n

OBSERVA\u0162II<\/span><\/u><\/i><\/h4>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
1.<\/span>Rezisten\u0163a conductorului din experimentul II, este R=6h, intensitatea          curentului la tensiunea de 6V este I= 0,9A, iar timpul de func\u0163ionare t = 5min. Valoarea c\u0103ldurii degajate conform legii lui Joule va fi:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                         Qj<\/sub> = 6\u03a9\u00b7 0,92<\/sup>A\u00b7 5\u00b7 60s = 1458  J<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
    C\u0103ldura degajat\u0103, m\u0103surat\u0103 calorimetric are \u00eens\u0103 o valoare mai mic\u0103 dec\u00e2t prima:        <\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                                     Qc<\/sub> = mc( \u03b81<\/sub> \u2013 \u03b80<\/sub>) = 0,075kg\u03874180J\/kg\u0387grd\u03874grd ~ 1254 J<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
Explica\u0163ia st\u0103 \u00een neglijarea c\u0103ldurii absorbite de vasul calorimetric, termometru \u015fi agitator. Pentru cineva care face o m\u0103sur\u0103toare este foarte important s\u0103 \u015ftie c\u00e2t de aproape este valoarea ob\u0163inut\u0103 prin m\u0103surare, de valoarea real\u0103. \u00cen cazul de mai sus aceasta se stabile\u015fte cu u\u015furin\u0163\u0103 pentru c\u0103 se cunoa\u015fte legea lui Joule, care permite determinarea valorii reale a c\u0103ldurii degajate de conductor Qj<\/sub>. Este suficient s\u0103 se calculeze diferen\u0163a: <\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                                 \u0394Q = Qj<\/sub> \u2013Qc<\/sub><\/span><\/b>.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            Aceast\u0103 diferen\u0163\u0103 se nume\u015fte eroare absolut\u0103 de m\u0103surare<\/b>. Deci pentru experimentul II eroarea absolut\u0103 de m\u0103surare este:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                   Q = 1458 J \u2013 1254 J = 204 J.<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
2.    Cunosc\u00e2nd legea lui Joule se poate determina randamentul electrotermic al                unei instala\u0163ii de \u00eenc\u0103lzire.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
         S\u0103 alegem de exemplu fierb\u0103torul electric, care se folose\u015fte la fiertul laptelui \u015fi al altor lichide.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            Problema care se pune nu const\u0103 \u00een a \u015fti c\u00e2t\u0103 c\u0103ldur\u0103 se pierde prin pere\u0163ii vasului, ci c\u00e2t de mic\u0103 este c\u0103ldura folosit\u0103 pentru fierbere (Qc<\/sub>) \u00een raport cu cea produs\u0103 de aparat (Qj<\/sub>), adic\u0103 raportul:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
               \u03b7 = Qc<\/sub>\/Qj<\/sub><\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
            Acest raport se nume\u015fte randamentul electrotermic al fierb\u0103torului<\/b>.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
3.            <\/span><\/span>Cunosc\u00e2nd legea lui Joule se pot realiza probleme, cum ar fi proiectarea unei instala\u0163ii electrice pentru \u00eenc\u0103lzire. Se analizeaz\u0103 modul \u00een care a fost proiectat\u0103 instala\u0163ia cu care s-a realizat experimentul II.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
    Principalele condi\u0163ii care i s-au pus proiectantului au  fost :<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
\u2013 \u00eenc\u0103lzitorul s\u0103 func\u0163ioneze la o tensiune U= 24V pentru c\u0103 aceasta este tensiunea maxim\u0103 pe care o poate da alimentatorul didactic;<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
\u2013 intensitatea curentului din circuit s\u0103 fie I< 1A;<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
\u2013 apa din calorimetru s\u0103 se \u00eenc\u0103lzeasc\u0103 cu circa 10\u03bf<\/sup>C  \u00eentr-un timp mai mic dec\u00e2t o or\u0103 de curs;<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
\u2013        <\/span><\/span>s\u0103 se \u00eenc\u0103lzeasc\u0103 o cantitate de ap\u0103 cu masa mai mic\u0103 dec\u00e2t masa apei care ar umple vasul calorimetric ( m= 150g).<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            Presupun\u00e2nd c\u0103 toat\u0103 c\u0103ldura degajat\u0103 de \u00eenc\u0103lzitor este absorbit\u0103 numai de lichidul din vas, avem:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                R I2 t = mc(\u03b8- \u03b80<\/sub>)<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
         Valorile care decurg din condi\u0163iile date sunt I=1A, t=5min, m=50g, iar \u03b8-\u03b80<\/sub>=10\u00baC. Rezisten\u0163a \u00eenc\u0103lzitorului va avea valoarea :<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                 R=6,9 \u03a9<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
4.           Rela\u0163ia dintre c\u0103ldura degajat\u0103 de un conductor \u015fi timpul de func\u0163ionare a circuitului este extrem de folositoare \u00een exploatarea ra\u0163ional\u0103 a circuitelor electrice. Iat\u0103 un exemplu din practica de laborator. Un circuit con\u0163ine un alimentator, un rezistor a c\u0103rui rezisten\u0163\u0103  are  o valoare necunoscut\u0103 \u015fi un ampermetru. \u00cenchiderea acestui circuit, incomplet cunoscut, poate pune \u00een pericol ampermetrul, al c\u0103rui conductor se poate \u00eenc\u0103lzi peste limit\u0103 \u015fi se poate topi. Pentru a evita aceast\u0103 situa\u0163ie se procedeaz\u0103 astfel: se conecteaz\u0103 la alimentator una din fi\u015fele de leg\u0103tur\u0103 ale circuitului, iar cu a doua se realizeaz\u0103 o simpl\u0103 atingere cu borna alimentatorului. Dac\u0103 acul indicator al ampermetrului deviaz\u0103 repede p\u00e2n\u0103 dincolo de limita de m\u0103surare a acestuia, atunci se \u00eentrerupe contactul \u015fi aparatul este salvat. Daca \u015fi cea de-a doua banan\u0103 ar fi introdus\u0103 \u00een borna alimentatorului, \u00eentreruperea circuitului ar dura prea mult timp \u015fi aparatul s-ar distruge.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
            Legea lui Joule ne permite s\u0103 determin\u0103m eroarea de m\u0103surare a c\u0103ldurilor degajate de \u00eenc\u0103lzitoarele electrice, randamentul termic al acestora, s\u0103 proiect\u0103m instala\u0163ii electrice \u015fi s\u0103 exploat\u0103m ra\u0163ional circuitele.    <\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
CALDURA  SI  ENERGIA  ELECTRICA<\/span><\/h5>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
            Efectul electrotermic este un proces \u00een timpul c\u0103ruia se degaj\u0103 c\u0103ldur\u0103 prin varia\u0163ia energiei electrice. Varia\u0163ia energiei electrice este:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
          W \u2013 W0<\/sub> = Uq<\/sub> <\/b>      ( 1 )<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
unde  U este tensiunea la bornele rezistorului, iar q, sarcina electric\u0103 a purt\u0103torilor.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            Pe de alt\u0103 parte, pe baza legii lui Ohm :<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
         U = R\u0387 I  <\/b><\/span><\/div>\n
<\/div>\n
unde  R este rezisten\u0163a rezistorului, iar I intensitatea curentului electric din circuit.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            Din formula de defini\u0163ie a intensit\u0103\u0163ii curentului rezult\u0103 c\u0103 :<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
         q = R\u0387 t<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
            Av\u00e2nd \u00een vedere aceste expresii ale tensiunii \u015fi sarcinii electrice, formula (1) se poate scrie :<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                W \u2013 W0 <\/sub>= R\u0387 I\u0387 I\u0387 t = RI2<\/sup> t <\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
            La sf\u00e2r\u015fitul paragrafului anterior s-a ajuns la c\u0103:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
             Q = RI2<\/sup>t<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
            Deci , rezult\u0103 c\u0103 varia\u0163ia energiei electrice a unui circuit este egal\u0103 cu c\u0103ldura degajat\u0103 prin por\u0163iunea \u00een care se produce aceast\u0103 varia\u0163ie<\/b>.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            W \u2013 W0<\/sub> = Q<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
            S\u0103 analiz\u0103m acest rezultat \u00een condi\u0163iile unui anumit circuit electric; spre exemplu, cel format din ma\u015fina Van de Graaff \u015fi desc\u0103rc\u0103torul electric a c\u0103rui energie o not\u0103m cu W0<\/sub> .<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            Prin ac\u0163ionarea manivelei ma\u015fina se \u201e\u00eencarc\u0103\u201d, \u00eentre electrozi apare un c\u00e2mp electric. Dac\u0103 \u00eenc\u0103rcarea \u00eenceteaz\u0103, ma\u015fina r\u0103m\u00e2ne \u00eentr-o anumit\u0103 stare caracterizat\u0103 prin energia electric\u0103 a c\u00e2mpului dintre electrozii W. \u00cen timpul acestei opera\u0163ii s-a efectuat un lucru mecanic egal cu varia\u0163ia energiei sistemului:<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                  L = W \u2013 W0<\/sub><\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
neglij\u00e2nd pierderile prin frec\u0103ri.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            Se a\u015feaz\u0103 desc\u0103rc\u0103torul \u00een contact cu electrozii \u015fi prin el se stabile\u015fte un curent. \u00cen urma acestei opera\u0163ii ma\u015fina se descarc\u0103, energia final\u0103 a dispozitivului devenind W0<\/sub>. Prin desc\u0103rcare varia\u0163ia energiei electrice a sistemului \u201ema\u015fin\u0103- desc\u0103rc\u0103tor \u201d este egal\u0103 cu c\u0103ldura degajat\u0103 \u00een aerul din jur.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
                W \u2013 W0<\/sub> = Q<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n

            F\u0103c\u00e2nd bilan\u0163ul energetic al \u00eentregului proces avem:<\/span><\/h2>\n
<\/div>\n
                 L = W \u2013 W = Q<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
            Dac\u0103 desc\u0103rcarea se realizeaz\u0103 prin sc\u00e2nteie, atunci conductorul prin care se stabile\u015fte curentul este aerul. \u00cen aceste condi\u0163ii varia\u0163ia energiei electrice se<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
reg\u0103se\u015fte \u00een c\u0103ldura, lumina \u015fi sunetul produs \u00een timpul desc\u0103rc\u0103rii. A\u015fadar,<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
          Q< | W \u2013 W0<\/sub> |<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
APLICA\u0162II  ALE  EFECTULUI   ELECTROTERMIC<\/span><\/h6>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
1. SIGURAN\u0162A FUZIBIL\u0102 \u015eI BECUL ELECTRIC<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
            Constituie dou\u0103 dintre numeroasele aplica\u0163ii ale acestui efect.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            Siguran\u0163a este un fir sub\u0163ire dintr-un aliaj de plumb Si staniu sau chiar din cupru, iar becul electric este, \u00een esen\u0163\u0103, un fir de wolfram, \u00eenchis \u00eentr-un glob de sticl\u0103 \u00een care se g\u0103se\u015fte un amestec de gaze.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
EXPERIMENTUL  VI<\/span><\/i><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
Se leag\u0103 \u00eentre cele dou\u0103 borne ale capacului calorimetrului un fir cu diametrul de 0,1 mm \u015fi se realizeaz\u0103 apoi circuitul din figur\u0103:   <\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            Se \u00eenchide circuitul alimentat la tensiunea de 12V. Becul se aprinde. Se introduc bananele unui cordon de leg\u0103tur\u0103 \u00een bornele de pe placa suport a becului. Aceast\u0103 opera\u0163ie se nume\u015fte \u201escurt-circuitarea\u201d becului. Firul se \u00eenro\u015fe\u015fte repede \u015fi se tope\u015fte \u00eentrerup\u00e2nd circuitul.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
             Un fir sub\u0163ire de cupru, introdus \u00een serie \u00eentr-un circuit protejeaz\u0103 consumatorii din acest circuit \u00een cazul apari\u0163iei unui \u201e scurt- circuit\u201d. <\/span><\/div>\n
<\/div>\n
           <\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            \u00cen practic\u0103 siguran\u0163ele fuzibile sunt \u00eenchise \u00een tuburi mici de sticl\u0103.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
Aceasta at\u00e2t pentru a gr\u0103bi acumularea c\u0103ldurii degajate (fapt ce duce la o topire mai rapid\u0103 a firului), c\u00e2t \u015fi pentru ca topirea s\u0103 nu aprind\u0103 aparatul. Conductorii din care se construiesc siguran\u0163ele fuzibile trebuie s\u0103 aib\u0103 temperatura de topire sc\u0103zute. Exemplu, cuprul are temperatura de topire de 1083\u00baC; temperatur\u0103 mic\u0103 \u00een raport cu temperatura wolframului, din care este construit filamentul becului, de 3390\u00baC.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            Grosimea firului siguran\u0163\u0103 se stabile\u015fte \u00een func\u0163ie de limita superioar\u0103 a intensit\u0103\u0163ii curentului din circuitul \u00een care se instaleaz\u0103 ea. De exemplu, ampermetrul de laborator din trusa \u015fcolar\u0103 suport\u0103 5A. Un curent care dep\u0103\u015fe\u015fte aceast\u0103 intensitate distruge aparatul. De aici rezult\u0103 firul din care se construie\u015fte siguran\u0163a, trebuie s\u0103 aib\u0103 o astfel de grosime \u00eenc\u00e2t la un curent mai mare de 5A \u015fi \u00een condi\u0163ii de izolare termic\u0103 dat\u0103, s\u0103 se topeasc\u0103.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
2. RE\u015eOUL<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
            Privi\u0163i inscrip\u0163ia de pe placa de baz\u0103 a acestui aparat. Pe ea scrie 220V \u015fi 600W. Aceasta \u00eenseamn\u0103 c\u0103 tensiunea maxim\u0103 la care poate fi utilizat este de 220V \u015fi c\u0103 la aceast\u0103 tensiune, puterea aparatului este de 600W.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            Introduce\u0163i \u015ftecherul \u00een priz\u0103 \u015fi observa\u0163i procesul de \u00eenc\u0103lzire. Treptat temperatura firului cre\u015fte p\u00e2n\u0103 c\u00e2nd acesta devine ro\u015fu. Dup\u0103 un timp \u00eenc\u0103lzirea se stabilizeaz\u0103, temperatura r\u0103m\u00e2ne constant\u0103, culoarea conductorului spiralat nu se mai schimb\u0103. Explica\u0163ia st\u0103 \u00een faptul c\u0103, la o anumit\u0103 diferen\u0163a dintre temperatura conductorului \u015fi cea a aerului, c\u0103ldura produs\u0103 prin efect electrotermic este egal\u0103 cu cea cedat\u0103 aerului \u00eenconjur\u0103tor.      <\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
3. USC\u0102TORUL CU AER CALD<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
            Un motor electric, echipat cu un mic ventilator, antreneaz\u0103 aerul printre spirele unui rezistor \u00eenc\u0103lzit electric. \u00cenc\u0103lzit astfel, aerul este canalizat prin orificiul de ie\u015fire al aparatului \u015fi trimis c\u0103tre obiectul care trebuie uscat. Este utilizat de obicei la uscarea p\u0103rului.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
4. INCUBATORUL<\/span><\/b><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
            Sau clocitoarea electric\u0103 este un dulap mare, cu rafturi \u00een care sunt a\u015fezate ou\u0103le, \u00eenc\u0103lzite electric. C\u0103ldura produs\u0103 prin efectul termic \u00eenlocuie\u015fte pe cea degajat\u0103 de corpul g\u0103inilor. \u00cen clocitoarele electrice ou\u0103le nu se sparg \u015fi nu se r\u0103cesc. Din acest motiv num\u0103rul puilor sco\u015fi la suta de ou\u0103 clocite, este cu 20% mai mare dec\u00e2t prin clocirea natural\u0103. \u00cen aceste aparate, temperatura este reglat\u0103 automat, iar \u00eenv\u00e2rtirea ou\u0103lor este realizat\u0103 tot automat la intervale de timp necesare. Cu ajutorul incubatoarelor se clocesc mii de ou\u0103, \u00een timp ce o g\u0103in\u0103 poate cloci \u00een 21 de zile numai 20 \u2013 25 de ou\u0103.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n
            Efectul electrotermic poate fi utilizat \u00een cuptoarele electrice, radiatoare, la \u00eenc\u0103lzirea serelor, uscarea fructelor \u015fi a cerealelor, \u00eens\u0103 uneori el este \u015fi d\u0103un\u0103tor.<\/span><\/div>\n
<\/div>\n
            Efectul termic al curentului electric pune \u00een pericol, spre exemplu, bobinajele motoarelor \u015fi ale transformatoarelor electrice. Dac\u0103 inginerii n-ar \u0163ine seam\u0103 de acest efect \u00een proiectarea motoarelor electrice, acestea s-ar distruge \u00een scurt timp de la punerea lor \u00een func\u0163iune. Una dintre m\u0103surile de protec\u0163ie contra acestui efect const\u0103 \u00een instalarea pe axul motorului a unui ventilator care, \u00een timpul func\u0163ion\u0103rii, antreneaz\u0103 aerul printre bobinele motorului, r\u0103cindu-le. Aspiratorul de praf este un exemplu elocvent \u00een acest sens. Ventilatorul acestuia realizeaz\u0103 nu numai r\u0103cirea motorului, ci \u015fi aspirarea prafului.  <\/span><\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Prima aplica\u0163ie industrial\u0103 a efectului electrotermic a fost iluminatul electric. Ea dateaz\u0103 din anul 1882, an \u00een care prima uzin\u0103 electric\u0103, construit\u0103 de Edison, a alimentat 13000 de l\u0103mpi. PRODUCEREA EFECTULUI ELECTROTERMIC \u00cen anul 1801 Davy a observat c\u0103 unind polii unei baterii printr-un fir sub\u0163ire de platin\u0103, acesta se poate \u00eenc\u0103lzi p\u00e2n\u0103 la ro\u015fu. Fenomenul observat […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[1],"tags":[],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/cvnextjob.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/89529"}],"collection":[{"href":"https:\/\/cvnextjob.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/cvnextjob.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cvnextjob.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cvnextjob.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=89529"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/cvnextjob.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/89529\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/cvnextjob.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=89529"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/cvnextjob.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=89529"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/cvnextjob.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=89529"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}