Тепловое действие тока.

Технические применения теплового действия тока многообразны: лампы накаливания, электропечи и различные бытовые нагревательные приборы, дуговая и контактная электросварка, электронные лампы, измерительная техника и т. п.

Чтобы сосредоточить выделение мощности тока в нужном участке цепи, необходимо цепь тока составить так, чтобы сопротивление того участка, где должно быть сосредоточено тепловое действие тока, значительно превышало сопротивление всех остальных участков цепи. Действительно, когда проводники включены в цепь последовательно, то ток I в них одинаков и количество тепла, выделяемого в каждом проводнике ежесекундно, прямо пропорционально сопротивлению проводника. Поэтому нить лампочки накаливания, имеющая большое сопротивление, раскаляется, тогда как медные провода, ведущие к ней ток, остаются холодными. То же можно сказать о нагревательных приборах. По той же причине место плохого соединения двух проволок (плохой контакт) электрической сети сильно нагревается током (для предотвращения этого в электрических установках концы соединяемых проволок тщательно спаивают).

При параллельном соединении токи в проводниках будут разные, зато все они имеют общее напряжение; количества тепла, выделяемого ежесекундно, в этом случае обратно пропорциональны сопротивлениям, т. е. явление как раз противоположно тому, что наблюдается при последовательном соединении проводников. Поэтому если лампочки накаливания включены в цепь параллельно, как это и делается обыкновенно, то лампочка с меньшим сопротивлением будет брать на себя больше энергии, чем лампочка с большим сопротивлением.

Вопросы для самоконтроля.

1. Что называется электрическим током и каковы условия возникновения тока проводимости?

2. Что называют плотностью тока? силой тока?

3. Сформулируйте закон Ома для однородного участка цепи.

4. Что называют удельным сопротивлением?

5. Как зависит сопротивление проводника от его длины, площади поперечного сечения и материала?

6. Почему электростатическое поле не способно поддерживать постоянный ток в цепи?

7. Какие силы называются сторонними?

8. Что называют электродвижущей силой? В чем ее измеряют?

9. Из чего складывается полное сопротивление цепи?

10. Поясните физический смысл электродвижущей силы, напряжения и разности потенциалов.

11. В чем состоит закон Ома для полной цепи? Каков его физический смысл?

12. Что называется работой тока?

13. Что называется мощностью тока? В чем она измеряется?

14. Сформулируйте закон Джоуля-Ленца для однородного участка цепи.

15. Приведите примеры технического применения теплового действия тока.