Приведите пример использования тепловых действий тока ответ

Существует несколько основных видов источников энергии постоянного тока. Каждый из них основан на использовании разных физических принципов и используется в определенных условиях. К ним можно отнести следующие виды:

• механические, превращающие механическую энергию вращения ротора в электрическую энергию;
• тепловые, в которых в электрическую энергию преобразуется тепловая энергия;
• химические, в которых в электрическую энергию преобразуется энергия, выделяющаяся в результате химического процесса;
• световые, превращающие энергию солнечного света в электрическую энергию.

В основном электроэнергия вырабатывается электростанциями, от которых потребители получают не постоянный, а переменный ток, который затем преобразуется в постоянный. Но во многих сферах можно применять только тепловые, световые или химические источники постоянного электрического тока.

Охрана труда

Пороговые ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный токи

Обычно человек начинает ощущать раздражающее действие переменного тока промышленной частоты 50 Гц при величине 0,6-1,5 мА и постоянного тока 5-7 мА. Эти токи называются ощутимыми пороговыми токами. Они не представляют опасности для человека, и человек может самостоятельно отключиться от цепи.

При переменных токах 5-10 мА раздражающее действие электрического тока становится более сильным, появляется боль в мышцах и непроизвольное их сокращение. При токах 10-15 мА боль в мышцах становится такой сильной, что человек уже не в состоянии самостоятельно освободиться от действия тока (не может разжать руку, отбросить от себя провод и т.д.). Переменные токи 10-15 мА и выше и постоянные токи 50-80 мА и выше называются неотпускающими токами.

Переменный ток 25 мА и выше (в зависимости от того где человек прикоснулся к токоведущим частям – в зависимости от пути прохождения тока) воздействует на мышцы грудной клетки, что может привести к параличу дыхания и вызвать смерть человека.

Электрический ток около 100 мА и более при частоте 50 Гц и 300 мА и более при постоянном напряжении за короткое время (1-2 с) поражает мышцу сердца человека и вызывает его фибрилляцию. Эти токи называются фибрилляционными.

Токи более 5 А вызывают паралич сердца и дыхания, минуя стадию фибрилляции сердца. При длительном протекании тока (несколько секунд) – тяжелые ожоги, разрушение тканей организма человека.

Ощутимый ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через тело человека ощутимые раздражения.

Неотпускающий ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через тело человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат провод.

Фибрилляционный ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через тело человека фибрилляцию сердца.

Наименьшие значения этих токов называются пороговыми.

Пороговые значения ощутимого, неотпускающего, фибрилляционного токов, полученные в результате экспериментальных исследований, приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Пороговые значения ощутимого, неотпускающего и фибрилляционного токов

Переменный ток 50 Гц

Постоянный ток, мА

Путь протекания тока через человека

Большое значение в исходе поражения имеет путь протекания электрического тока через тело человека. Наиболее тяжелые последствия будут, если на пути тока оказывается сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг (путь тока: рука-ноги, рука-рука, шея-ноги, шея-рука).

Приведенные в таблице 1.1 данные соответствуют прохождению тока через человека по пути рука-рука или рука-ноги.

Из таблицы 1.1 так же видно, что воздействие на человека постоянного и переменного тока различно – переменный ток промышленной частоты опаснее постоянного тока того же значения.

Продолжительность воздействия электрического тока

Важное значение для оценки опасности поражения электрическим током имеет продолжительность протекания тока через человека. С увеличением продолжительности протекания повышается вероятность тяжелого или смертельного исхода. Кратковременное (несколько сотых секунды) воздействие даже значительных токов (100 А и более) может и не иметь тяжелых последствий. Влияние длительности прохождения тока через тело человека на исход поражения можно оценить формулой:

где: Ih — ток, проходящий через тело человека, мА, t — продолжительность прохождения тока, с.

Указанное следует из факта, что с увеличением времени прохождения тока сопротивление тела человека падает, так как при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению её сосудов и усилению снабжения этого участка кровью и увеличению токовыделения.

На рисунке 1.2. приведен полученный экспериментально график, определяющий степень опасности поражения человека при воздействии электрического тока различных значений в течение различных интервалов времени.

Рис.1.2 График 0,5% вероятности возникновения фибрилляции сердца.

Из графика следует, что для пары значений тока и продолжительности его протекания, находящейся вне заштрихованной области, вероятность возникновения фибрилляции выше 0,5%.

Зависимость представленная на рис. 1.2., может быть выражена формулой:

где: I_ф.0,5%— ток, вызывающий фибрилляцию с вероятностью 0,5%, мА; t— продолжительность протекания электрического тока через тело человека, с.

Индивидуальные свойства человека

Установлено, что физически здоровые и крепкие люди легче переносят электрические удары. Повышенною восприимчивостью к электрическому току отличаются лица, страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, лёгких, нервными болезнями.

Условия внешней среды

Состояние окружающей среды существенно влияет на опасность поражения электрическим током. Сырость, токопроводящая пыль, едкие пары и газы, разрушающе действуют на изоляцию электроустановок, а высокая температура окружающего воздуха снижает электрическое сопротивление человека, что ещё больше увеличивает опасность поражения его током. Воздействие тока на человека усугубляют токопроводящие полы и близко расположенные к электрооборудованию металлические конструкции, имеющие связь с землёй, так как при одновременном касании к этим предметам и корпусу электрооборудования, случайно оказавшемуся под напряжением, через человека пойдёт ток опасной величины.

Воздействие на человека электромагнитных полей

При эксплуатации электроэнергетических установок высокого напряжения (330 кВ и выше) – открытых распределительных устройств (ОРУ), воздушных линий электропередачи (ВЛ), необходимо учитывать отрицательное воздействие на человека электромагнитного поля. Биологически активными являются электрические и магнитные поля, напряженность которых превышает допустимые значения.

Предельно допустимый уровень напряженности (Е) воздействующего электрического поля (ЭП) составляет 25 кВ/м. Нахождение человека в ЭП напряженностью более 25 кВ/м без применения индивидуальных средств защиты не допускается.

При уровне напряженности ЭП свыше 5 до 20 кВ/м допустимое время пребывания людей рассчитывается по формуле:

где: Е — уровень напряженности воздействующего ЭП (кВ/м); Т — допустимое время пребывания (ч)

При уровне напряженности ЭП, не превышающем 5 кВ/м, пребывание людей в ЭП допускается в течение всего рабочего времени ( 8 час).

Допустимая напряженность (Н) или индукция (В) магнитного поля (МП) для условий общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия в зависимости от пребывания в МП определяется в соответствии с таблицей 1.2.

Табл. 1.2. Допустимые уровни магнитного поля

Время пребывания, ч.

Допустимые уровни МП Н(А/м)/В(мкТл) при воздействии

Принцип работы тепловой электростанции

Основной принцип работы тепловой электростанции заключается в производстве тепловой энергии из органического топлива, которая в дальнейшем используется для выработки электрического тока.

Понятия ТЭС и ТЭЦ существенно различаются между собой. Первые установки относятся к так называемым чистым электростанциям, вырабатывающим только электрический ток. Каждая из них известна еще и как конденсационная электростанция – КЭС. ТЭЦ расшифровывается как теплоэлектроцентраль и является разновидностью ТЭС. Данные установки не только генерируют электричество, но и являются тепловыми, то есть дают тепло в системы отопления и горячего водоснабжения. Такое комбинированное использование требует специальных паровых турбин с противодавлением или системой промежуточного отбора пара.

Несмотря на разнообразие конструкций, работа всех ТЭС осуществляется по общей схеме. В котел постоянно подается топливо в виде угля, газа, торфа, мазута или горючих сланцев. На многих электростанциях используется заранее приготовленная угольная пыль. Вместе с топливом поступает воздух в подогретом виде, выполняющий функцию окислителя.

В процессе горения топлива создается тепло, нагревающее воду в паровом котле. Происходит образование насыщенного пара, подаваемого в паровую турбину через паропровод. Далее тепловая энергия становится механической.

Вал и остальные движущиеся части турбины связаны между собой и представляют единое целое. Струя пара под высоким давлением и при высокой температуре выходит из сопел и воздействует на лопатки турбины. Закрепленные на диске, они начинают вращаться и приводят в движение вал, соединенный с генератором. В результате вращения происходит преобразование механической энергии в электрический ток.

Пройдя через паровую турбину, пар снижает свою температуру и давление. Далее он попадает в конденсатор и прокачивается по трубкам, охлаждаемым водой. Здесь пар окончательно превращается в воду и поступает в деаэратор для очистки от растворенных газов. Очищенная вода с помощью насоса подается в котельную установку через подогреватель.

Гашение соды уксусом

Явление: реакция нейтрализации.

Без этого явления не было бы у хозяек вкусной выпечки. Когда мы гасим соду в ложке уксуса, происходит химическая реакция нейтрализации. Её результат — углекислый газ. Он стремится покинуть тесто и изменяет его структуру, делая пористым и рыхлым.

Правда, любой химик вам скажет: гасить соду вовсе не обязательно. При температуре от 60 градусов (а лучше 200) происходит разложение соды на карбонат натрия, воду и всё тот же углекислый газ. Однако реакция будет проходить несколько хуже, чем при гашении соды, а значит, хуже может оказаться и вкус готовых изделий из теста.

Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода.

Зависимость тока, проходящего через p-n переход, от величины и полярности приложенного к нему напряжения изображают в виде кривой, называемой вольт-амперной характеристикой диода.

На графике ниже изображена такая кривая. По вертикальной оси в верхней части обозначены значения прямого тока (Iпр), а в нижней части — обратного тока (Iобр).
По горизонтальной оси в правой части обозначены значения прямого напряжения Uпр, а в левой части – обратного напряжения (Uобр).

Вольт-амперная характеристика состоит как бы из двух ветвей: прямая ветвь, в правой верхней части, соответствует прямому (пропускному) току через диод, и обратная ветвь, в левой нижней части, соответствующая обратному (закрытому) току через диод.

Прямая ветвь идет круто вверх, прижимаясь к вертикальной оси, и характеризует быстрый рост прямого тока через диод с увеличением прямого напряжения.
Обратная ветвь идет почти параллельно горизонтальной оси и характеризует медленный рост обратного тока. Чем круче к вертикальной оси прямая ветвь и чем ближе к горизонтальной обратная ветвь, тем лучше выпрямительные свойства диода. Наличие небольшого обратного тока является недостатком диодов. Из кривой вольт-амперной характеристики видно, что прямой ток диода (Iпр) в сотни раз больше обратного тока (Iобр).

При увеличении прямого напряжения через p-n переход ток вначале возрастает медленно, а затем начинается участок быстрого нарастания тока. Это объясняется тем, что германиевый диод открывается и начинает проводить ток при прямом напряжении 0,1 – 0,2В, а кремниевый при 0,5 – 0,6В.

Например. При прямом напряжении Uпр = 0,5В прямой ток Iпр равен 50mA (точка «а» на графике), а уже при напряжении Uпр = 1В ток возрастает до 150mA (точка «б» на графике).

Но такое увеличение тока приводит к нагреванию молекулы полупроводника. И если количество выделяемого тепла будет больше отводимого от кристалла естественным путем, либо с помощью специальных устройств охлаждения (радиаторы), то в молекуле проводника могут произойти необратимые изменения вплоть до разрушения кристаллической решетки. Поэтому прямой ток p-n перехода ограничивают на уровне, исключающем перегрев полупроводниковой структуры. Для этого используют ограничительный резистор, включенный последовательно с диодом.

У полупроводниковых диодов величина прямого напряжения Uпр при всех значениях рабочих токов не превышает:
для германиевых — 1В;
для кремниевых — 1,5В.

При увеличении обратного напряжения (Uобр), приложенного к p-n переходу, ток увеличивается незначительно, о чем говорит обратная ветвь вольтамперной характеристики.
Например. Возьмем диод с параметрами: Uобр max = 100В, Iобр max = 0,5 mA, где:

Uобр max – максимальное постоянное обратное напряжение, В;
Iобр max – максимальный обратный ток, мкА.

При постепенном увеличении обратного напряжения до значения 100В видно, как незначительно растет обратный ток (точка «в» на графике). Но при дальнейшем увеличении напряжения, свыше максимального, на которое рассчитан p-n переход диода, происходит резкое увеличение обратного тока (пунктирная линия), нагрев кристалла полупроводника и, как следствие, наступает пробой p-n перехода.

Давайте рассмотрим на примере, показанном ниже:

При подаче напряжения на катушку пускателя 2, протекающий в ней ток притянет якорь 4 к сердечнику 1, следствием чего станет замыкание силовых контактов 3, а также замыкание (или размыкание в зависимости от исполнения) вспомогательных блок контактов, которые в свою очередь, сигнализируют в систему управления о включении или отключении устройства. При снятии напряжения с катушки магнитного пускателя под действием возвратной пружины контакты разомкнутся, то есть вернутся в свое начальное положение.

Принцип работы реверсивных магнитных пускателей такой же как и не реверсивных. Отличие заключается в чередовании фаз, которые подключает к пускателям (А – В – С одно устройство, С – В – А другое устройство). Это условие необходимо для выполнения реверса двигателя переменного тока. Также при реверсивном включении магнитных пускателей предусматривается блокировка одновременного включения устройств, чтоб избежать короткого замыкания.

ВПР по физике 8 класс 2020-2021 Вариант 1

При написании данной работы «ВПР по физике 8 класс 2020-2021 Вариант 1» было использовано пособие «Всероссийская Проверочная Работа. Физика. 8 класс. Практикум по выполнению заданий. С. Б. Бобошина. (18 вариантов) 2020-2021 год».

Задание 1

Прочитайте перечень некоторых терминов, которые встречались в курсе физики: теплопроводность, количество теплоты, напряжение, электризация, масса, испарение. Распределите их по группам.

Определение: Физическая величина — это количественная характеристика объекта или явления в физике, либо результат измерения.

В нашем случае этому определению соответствуют: количество теплоты, напряжение и масса, поскольку они имеют количественные характеристики — соответсвенно джоули, вольты и килограммы.

Определение: Физическими называют явления, при которых не происходит превращение одних веществ в другие. При физических явлениях могут изменяться физические свойства вещества: агрегатное состояние, температура, плотность и т. д.

В нашем случае к физическим явлениям относятся: теплопроводность, электризация и испарение.

Задание 2

На рисунке изображён график зависимости температуры тела от времени нагрева. В начальный момент времени тело находилось в твердом состоянии.

Выберите два утверждения, которые соответствуют данному процессу, и запишите номера, под которыми они указаны.

1. Первые 10 мин происходило плавление тела, затем его нагрев.
2. Первые 10 мин происходил нагрев тела, затем его охлаждение.
3. Первые 10 мин происходил нагрев тела, затем его плавление.
4. Температура плавления вещества тела приблизительно равна 360 °С.
5. Температура тела до начала нагрева приблизительно 0 °С.

Определение: Плавление — это процесс перехода тела из кристаллического твёрдого состояния в жидкое. Плавление происходит с поглощением теплоты плавления.

Именно по этой причине, на графике мы видим увеличение температуры вещества в первые 10 минут до приблизительно 360 °С и затем это величина на протяжении определенного времени остаётся неизменной — поскольку происходит поглощение теплоты.

• Первые 10 мин происходил нагрев тела, затем его плавление.
• Температура плавления вещества тела приблизительно равна 360 °С.

Задание 3

На рисунке показаны тела, которые имеют различную начальную температуру. Тела приводят в соприкосновение. Укажите направления, в которых передавалась теплота в процессе установления теплового равновесия.

Определение: Тепловое равновесие — это такое состояние системы тел, находящихся в тепловом контакте, при котором не происходит теплопередачи от одного тела к другому, и все макроскопические параметры тел остаются неизменными.

Чтобы это произошло, температуры всех тел должны уровняться — более теплые тела отдают тепло более холодным.

Задание 4

Прочитайте текст и вставьте пропущенные слова: уменьшается, увеличивается, не изменяется.

Слова в ответе могут повторяться.

В процесс плавления вещества температура ………………. внутренняя энергия вещества …………………

В процесс плавления вещества температура не изменяется, внутренняя энергия вещества увеличивается.

Задание 5

От капли А отделилась часть с зарядом -е, в результате чего образовалась капля В (см. рис.). Заряды капель равны -4е и -3е. Какая из капель имеет(ла) заряд -3е?

По условию задачи, капля А с зарядом (-е) отделилась, следовательно мы должны от начальной величины заряда отнять (-е)

-4e — (-e) = -4e +e = -3e

Заряду -3е имела капля В.

Задание 6

Стеклянную палочку потёрли о шёлк. После этого мелко нарезанные кусочки бумаги стали прилипать к палочке. Выберите все утверждения, которые верно характеризуют данные процессы, запишите номера выбранных утверждений.

1. Палочка и шёлк имеют заряды одного знака.
2. Палочка и шёлк имеют заряды разных знаков.
3. Кусочки бумаги не электризуются.
4. В кусочках бумаги есть положительные и отрицательные заряды.
5. Стеклянная палочка приобретает положительный заряд из-за избытка электронов.
6. Стеклянная палочка приобретает положительный заряд из-за недостатка электронов.

В ре­зуль­та­те трения о шёлк стек­лян­ная палочка за­ря­жа­ет­ся положительно. При под­не­се­нии палочки к бу­ма­ге заряды в ку­соч­ках бумаги перераспределяются: на частях, ко­то­рые на­хо­дят­ся ближе к палочке, об­ра­зуется из­бы­ток отрицательного заряда, вслед­ствие этого бу­ма­га притягивается к палочке.

• Палочка и шёлк имеют заряды разных знаков.
• В кусочках бумаги есть положительные и отрицательные заряды.
• Стеклянная палочка приобретает положительный заряд из-за недостатка электронов.

Задание 7

На рисунке показана электрическая схема, включающая источник тока, резисторы и два амперметра А1 и А2. Определите показания амперметров.

Амперметр 1: 0,2 А

Амперметр 2: 0,2 А

Задание 8

Какое время требуется для прохождения по проводнику заряда 50 Кл при силе тока в проводнике 2 А?

Определение: Сила тока (I) определяется как отношение количества заряда (q), прошедшего через какую-то поверхность, ко времени прохождения (t).

Отсюда найдем чему будет равно время:

Задание 9

На рисунке показан подковообразный постоянный магнит. Как направлены (вверх, вниз, вправо, влево, от наблюдателя, к наблюдателю) магнитные линии поля магнита в точке А?

Определение: Линии магнитной индукции (магнитные линии) выходят из северного полюса катушки с током (или постоянного магнита) и входят в южный полюс катушки (магнита) и замыкаются внутри катушки (магнита).

Задание 10

Температуру воздуха измеряли термометром, показанным на рисунке. Погрешность измерения температуры равна цене деления термометра. Запишите в ответе результат измерения температуры с учётом погрешности.

Между каждым десятком значения температуры нанесены 10 рисок (чёрточек). Это означает, что цена деления одной риски = 1 °С. На рисунке мы видим, что значение температуры = 22 °С. С учетом погрешности результат должен быть записан следующим образом:

Задание 11

Установите соответствие между физическими явлениями и примерами их проявления. Для каждого физического явления из первого столбика подберите пример его проявления из второго столбика.

2) Нагревание проволоки при прохождении тока

3) Выделение вещества на электроде при прохождении тока через раствор

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Определение: Конвекция — вид теплообмена, при котором внутренняя энергия передается струями и потоками.

Задание 12

Установите соответствие между техническими устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе их действия.

2) Поворот катушки с током в магнитном поле

3) Превращение энергии топлива в механическую энергию внутри двигателя

4) Давление нагретого пара

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Амперметр. В магнитоэлектрической системе прибора крутящий момент стрелки создаётся благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки (вращающий момент). С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки прямо пропорционален силе тока, поэтому шкала магнитоэлектрического прибора линейна. Направление поворота стрелки зависит от направления протекающего через рамку тока, поэтому магнитоэлектрические амперметры непригодны для непосредственного измерения силы переменного тока (стрелка будет дрожать возле нулевого значения), и требуют правильной полярности подключения в цепи постоянного тока (иначе стрелка будет отклоняться левее нуля).

Гальвани́ческий элеме́нт — химический источник электрического тока, основанный на взаимодействии двух металлов и/или их оксидов в электролите, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока.