Artellie.ru

Дизайн интерьеров
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сила постоянного тока текущего через нить накала лампочки

Сила постоянного тока текущего через нить накала лампочки

Решение задач на уроках физики в 10-11 классах и при подготовке к ЕГЭ смотрите в следующих конспектах:

Задачи на Закон Ома.
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача № 1. Какова сила тока в резисторе, если его сопротивление 12 Ом, а напряжение на нем 120 В?

Задача № 2. Сопротивление проводника 6 Ом, а сила тока в нем 0,2 А. Определите напряжение на концах проводника.

Задача № 3. Определите сопротивление проводника, если при напряжении 110 В сила тока в нем 2 А.

Задача № 4. По графикам зависимости силы тока от напряжения определите сопротивление каждого проводника.

Задача № 5. Чему равна сила тока в электрической лампе карманного фонаря, если сопротивление нити накала 16,6 Ом и лампа подключена к батарейке напряжением 2,5 В?

Задача № 6. Электрический утюг включен в сеть с напряжением 220 В. Какова сила тока в нагревательном элементе утюга, если сопротивление его равно 48,4 Ом?

Задача № 7. При напряжении 110 В, подведенном к резистору, сила тока в нем равна 5 А. Какова будет сила тока в резисторе, если напряжение на нем увеличить на 10 В?

Задача № 8. Чему равно сопротивление спирали электрической лампы в рабочем состоянии, у которой на цоколе написано 6,3 В, 0,22 А?

Задача № 9. Показание вольтметра, присоединенного к горящей электрической лампе накаливания, равно 120 В, а амперметра, измеряющего силу тока в лампе, 0,5 А. Чему равно сопротивление лампы? Начертите схему включения лампы, вольтметра и амперметра.

Задача № 10. ОГЭ Источник постоянного тока с ЭДС E = 12 В и внутренним сопротивлением г = 1 Ом замкнут на внешнее сопротивление R = 9 Ом. Определить силу тока в цепи I, падение напряжения UR на внешнем участке и падение напряжения Ur на внутреннем участке цепи.

Краткая теория для решения Задачи на Закон Ома.

ЗАДАЧИ на Закон Ома

Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Закон Ома». Выберите дальнейшие действия:

Лабораторная работа по дисциплине «Физика» для СПбГАСУ

Цель работы: определить отношение заряда электрона к его массе (удельного заряда электрона) методом магнетрона.

Теоретическое введение.

При движении заряженной частицы в электрическом и магнитном полях траектория частицы определяется направлением этих полей и отношением заряда частицы к ее массе.

Изучая на опыте движение заряженных частиц, например, электронов, в электрическом магнитном полях, можно найти величину удельного заряда электрона, т.е. отношения заряда электрона к его массе . На этом принципе основаны многочисленные методы определения удельного заряда электрона. Одним из этих методов является метод магнетрона, основанный на закономерностях движения электронов в совместно действующих электрическом и магнитном полях.

Читайте так же:
Светодиодная лампа 110 вольт постоянного тока

Магнетрон представляет собой электронную лампу (диод) с цилиндрическим анодом А (рис.39.1). На оси этого цилиндра – анода расположена нить накала – катод К.

соленоида внутри него возникнет магнитное поле, направленное перпендикулярно электрическому полю лампы (вдоль нити К). Индукция B магнитного поля соленоида определяется выражением

где – магнитная постоянная, магнитная проницаемость среды, n – число витков на единицу длины соленоида, IС – сила постоянного тока, текущего в обмотке соленоида.

В полученном электромагнитном поле на движущиеся электроны действует сила Лоренца. Если вектор магнитной индукции в каждый момент времени перпендикулярен вектору скорости , то магнитная составляющая силы Лоренца имеет вид

где e заряд электрона; v — его скорость; B — индукция магнитного поля в соленоиде. Сила FЛ перпендикулярна направлению вектора скорости v в каждый момент времени.

Под действием силы Лоренца движение электронов между катодом и анодом приобретает более сложный характер, их траектории становятся криво-
Рис.39.2

Кривые будут начинаться на нити накала и кончаться на аноде лампы. При слабом магнитном поле электроны, очевидно, попадут на анод.

Будем считать траекторию электрона дугой окружности. Магнитная составляющая силы Лоренца создает центростремительное ускорение. Тогда получим

где r– радиус кривизны траектории электрона, m масса электрона. Отсюда

Из формулы (39.44) следует, что по мере увеличения индукции магнитного поля В радиус кривизны траектории электронов r уменьшается. С увеличением В при некотором значении индукции магнитного поля, называемом критическим ВКР, электроны начнут двигаться по замкнутым траекториям, не достигая анода (рис.39.2в), анодный ток в лампе станет равным нулю.

Если индукция магнитного поля соленоида станет большей, чем ВКР, то электроны образуют в лампе объемный отрицательный заряд, который будет двигаться вокруг катода, препятствуя дальнейшей эмиссии электронов накаленной нити.

Если радиус катода много меньше радиуса анодного цилиндра rК << rА, то, как видно из рис.39.2в, электроны не попадают на анод при условии . При критическом значении индукции магнитного поля ВКР выполняется равенство . Тогда в соответствии с формулой (39.4)

Здесь v скорость электрона вблизи анода, приобретенная в электрическом поле при анодном напряжении UА. При этом электрон приобретает кинетическую энергию за счет работы электрического поля , т.е.

. (39.6)

Исключая из уравнений (5) и (6) скорость v, получим

Учитывая выражение (1), получим

Читайте так же:
Схема простого выключателя лампочки

Таким образом, определение отношения заряда электрона к его массе методом магнетрона заключается, в следующем: в лампе устанавливается постоянное напряжение накала катода и постоянная разность потенциалов между катодом и анодом, т.е. создаются условия постоянства анодного тока. Затем, увеличивая от нуля силу тока в соленоиде и, тем самым, увеличивая напряженность магнитного поля, добиваются прекращения анодного тока в лампе. При этом значению индукции магнитного поля ВКР соответствует сила постоянного тока IС=IКР, текущего в обмотке соленоида. Итак, работа сводится к определению критической величины силы тока в соленоиде IКР.

Описание установки.

Конструктивно лабораторная установка для определения отношения заряда электрона к его массе методом магнетрона выполнена в виде единого блока, позволяющего реализовать различные режимы работы (рис.39.3).

М – смотровое окно, через которое можно видеть магнетронный узел;

Т1 – тумблер включения питания электронной лампы;

UА – рукоятка потенциометра регулировки анодного напряжения;

V – вольтметр для измерения анодного напряжения;

mА – микроамперметр для определения анодного тока;

Т2 – тумблер включения питания соленоида;

IС – рукоятка автотрансформатора регулировки тока в соленоиде;

А – амперметр для определения тока в соленоиде

Питание электронной лампы включается тумблером T1, выведенным на лицевую панель установки.

Величина анодного напряжения UА, измеряемая вольтметром V, регулируется потенциометром RА. Рукоятка потенциометра выведена на лицевую панель установки (обозначена UА).

Ток IА через электронную лампу измеряется микроамперметром mА. Питание соленоида включается тумблером Т2, выведенным на лицевую панель установки.

Ток в соленоиде регулируется автотрансформатором, рукоятка которого на лицевой панели обозначена IC, и контролируется амперметром А.

Порядок выполнения работы.

  1. Включить цепь питания электронной лампы и дать ей прогреться в течение 5-10 минут.
  2. Изучить измерительные приборы установки. Составить таблицу с характеристиками используемых в работе приборов.
  3. Установить заданную величину анодного напряжения UА (значения задаются преподавателем).
  4. Включить цепь питания соленоида. Изменяя силу тока в соленоиде IС от 0 до 0.65А через 0.05А, записать в таблицу 1 при каждом его значении величину анодного тока лампы IА.

Пункты 3 и 4 выполнить трижды при различных значениях анодного напряжения UА.

Open Library — открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Энергетика Измерения и обработка результатов

Описание экспериментальной установки

В лабораторной работе используется радиолампа 6Х2П (двойной диод с подогревным катодом; в цепь включается один диод лампы). Схема установки, с помощью которой изучается зависимость анодного тока диода от отрицательного анодного напряжения, представлена на рис. 2.

Читайте так же:
Сила тока протекающего через лампочку в электрической цепи

Задерживающее напряжение UЗ между катодом и анодом лампы создается источником постоянного тока (универсальный школьный выпрямитель) и измеряется с помощью милливольтметра V1 на 750 мВ. Сила тока i в цепи анода измеряется микроамперметром A1 на 150 мкА. Нить накала подключается к выходу переменного напряжения 6,3 В источника тока через ограничивающее сопротивление R1. Ток накала I измеряется амперметром А2 на 0,5 А. Напряжение U в цепи накала измеряется вольтметром V2 на 10 В.

Соберите установку в соответствии со схемой, приведенной на рис. 2. По показаниям амперметра и вольтметра в цепи накала определите сопротивление R нити накала в нагретом состоянии. По формуле (4) вычислите температуру t нити накала в градусах Цельсия и ее значение (Т) по шкале Кельвина. При этом используйте табличное значение температурного коэффициента сопротивления для нагревателя катода, изготовленного из никеля: 0,0062 Ом/ 0 С. Сопротивление нити накала при 0 0 С равно 2,2 Ом. Согласно принятой идее, найденная таким образом величина Т соответствует температуре электронного газа в рассматриваемых условиях.

Исследуйте зависимость анодного тока i от величины задерживающего напряжения UЗ между катодом и анодом. Постройте график зависимости lni от UЗ. По наклону графика определите величину заряда электрона:

Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу:

UIRRtTUЗie

Контрольные вопросы

1. В чем состояли фундаментальные опыты Р.Милликена по определœению величины элементарного электрического заряда?

2. В чем состоит явление термоэлектронной эмиссии? Как это явление используется в электровакуумных приборах? Как устроен вакуумный диод?

3. В чем состоит метод определœения заряда электрона, используемый в данной лабораторной работе?

4. Что описывает формула (2), полученная Ричардсоном?

5. Как можно объяснить экспоненциальный спад анодного тока при повышении задерживающего потенциала на аноде электронной лампы?

6. Как в данной лабораторной работе определяется температура электронного газа, возникающего вблизи катода электронной лампы при термоэлектронной эмиссии?

Читайте также

Правила работы с электрическими схемами При работе с электрическими приборами следует быть внимательными и строго соблюдать правила по технике безопасности. Монтаж экспериментальной установки в большинстве случаев студент производит самостоятельно по. [читать подробенее]

Проверить, как это следует из уравнения (4), пропорциональность углового ускорения вращающему моменту, т.е. правильность соотношения, следующего из основного закона динамики вращательного движения. (8) Для этого необходимо: 1. Все четыре груза m сдвинуть к центру маятника. [читать подробенее]

1. Снять маятник с кронштейна, поместить его горизонтально на металлическую призму так, чтобы расстояния а1 и а2 от точки опоры С до призм O1 и O2 не были равны между собой (рис.6), где l = a1 + a2 – расстояние между ребрами призм O1 и O2. Примечание: если расстояния а1и а2окажутся. [читать подробенее]

Читайте так же:
Подключить амперметр чтобы измерить силу тока лампы

Описание установки Установка для проведения работы состоит из трубчатой электропечи и двух образцов, которые могут свободно перемещаться в горизонтальном направлении. Образцы представляют собой цилиндры длиной 30 мм и диаметром 5 мм, изготовленные из меди и железа. В. [читать подробенее]

Упражнение 1: Изучение первоначального намагничивания и петли гистерезиса ферромагнитных образцов из железа и углеродистой стали. Перед началом работы необходимо размагнитить исследуемые образцы. Для этого один из стержней установите в подмагничивающей катушке. [читать подробенее]

Соберите электрическую цепь по схеме, приведенной на рис.1. Расположите витки тангенс-буссоли в плоскости магнитного меридиана. Поворотом лимба буссоли добейтесь того, чтобы при отсутствии тока в витках оба конца магнитной стрелки располагались против нулевых делений. [читать подробенее]

Описание экспериментальной установки Электрическая схема установки, предназначенной для исследования процесса затухания тока при заряде конденсатора, показана на рис. 4. Источником постоянной ЭДС в ней является выпрямитель УНИП-7А с регулируемым выходом 0 – 30 В. В. [читать подробенее]

Описание экспериментальной установки В лабораторной работе используется радиолампа 6Х2П (двойной диод с подогревным катодом; в цепь включается один диод лампы). Схема установки, с помощью которой изучается зависимость анодного тока диода от отрицательного анодного. [читать подробенее]

Описание экспериментальной установки В работе предлагается исследовать зависимость от температуры силы обратного тока, текущего через германиевый диод Д7Ж при постоянном внешнем напряжении на нем. Электрическая схема установки показана на рис. 2. Схема содержит два. [читать подробенее]

Описание экспериментальной установки Электрическая схема экспериментальной установки, приведена на рис. 2. В работе используются две термопары, соединенные последовательно. Пару образуют два металла – железо и константан. Один спай помещается в сосуд с водой. [читать подробенее]

Изменится ли напряжение нити накала лампы с переменным, постоянным и / или постоянным током?

Я создаю устройство, которое сокращает срок службы лампы старого образца «Эдисон» с очень длинной нитью в качестве своего рода произвольного таймера.

Я планирую «напрячь» его (не сразу взорвать его или что-то еще), выпрямляя ток с помощью несглаженного полноволнового выпрямителя, предполагая, что нить накала рассчитана на 230 В переменного тока с рабочим циклом 60 Гц, поэтому будет работать хуже при шумном более высоком напряжении постоянного тока.

Я также могу добавить реле включения и выключения на частоте 60 Гц, которое очень тревожно слышать (круто!), Не приведет ли это к охлаждению и нагреву больше раз, вызывая усталость металла? Есть ли способ провести больше тока через лампочку и сделать ее ярче?

Читайте так же:
Работа лампы с токами сетки

Я смутно понимаю, что текущая тяга такая же, как RMS.

Подводя итог: что вызывает больше износа накаливания и как я могу увеличить его: D

Существует три основных причины выхода из строя ламп накаливания:

  1. Испарение нити накала. Чем больше напряжения на лампе, тем больше тока будет проходить через нить накала. Чем больше протекает ток, тем больше тепла и яркости в колбе, что приводит к более быстрому испарению и выходу из строя нити накала. (см. диаграмму)
  2. Циклы нагрева / охлаждения также увеличивают механическую нагрузку на нить. Это можно сделать, включив и выключив лампу в некотором рабочем цикле, чтобы она могла нагреваться и охлаждаться.
  3. Сильный импульс тока может также привести к преждевременному выходу лампы из строя. Пусковое движение — это когда лампа включена и драйвер лампы производит очень резкий переход напряжения.

введите описание изображения здесь

Приведенное выше изображение ( источник ) относится к галогенным лампам, но кривые неисправности / яркости должны быть примерно такой же формы, что и для ламп накаливания в целом.

Выжигая лампочку

Перенапряжение лампы кажется наиболее простым способом вызвать контролируемые, но случайные сбои. С помощью этого метода вы можете контролировать срок службы лампы от месяцев до секунд, в зависимости от установленного напряжения. Чем выше номинальное напряжение лампы, тем быстрее она выйдет из строя. С переменным трасформером вы можете легко набрать напряжение и приблизительный срок службы ваших лампочек. ( источник изображения )

введите описание изображения здесь

Цикл нагрева не может дать вам такой контроль, и генерация точного пускового тока без необходимости сложна для вашего приложения.

Одна из вещей, которая делает так трудно предсказать срок службы нити, заключается в том, что очень маленькие дефекты или дефекты в нити могут оказать существенное влияние на срок службы нити:

Небольшие изменения удельного сопротивления вдоль нити накала приводят к образованию «горячих точек» в точках с более высоким удельным сопротивлением; изменение диаметра всего на 1% приведет к сокращению срока службы на 25%. Горячие точки испаряются быстрее, чем остальная часть нити, увеличивая сопротивление в этой точке — положительная обратная связь, которая заканчивается знакомым крошечным зазором в нити, которая в остальном выглядит здоровой.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector