Меню

Действие электрического тока в электрической теплице



Использование теплового действия тока в устройстве теплиц и инкубаторов

Тепловое действие электрического тока. Сущность закона Джоуля-Ленца. Понятие теплицы и парника. Эффективность использования тепловентиляторов и кабельного обогрева грунта теплиц. Тепловое воздействие электрического тока в устройстве инкубаторов.

Рубрика Физика и энергетика
Вид презентация
Язык русский
Дата добавления 26.11.2013

HTML-версии работы пока нет.

Подобные документы

Понятие электрического тока, выбор его направления, действие и сила. Движение частиц в проводнике, его свойства. Электрические цепи и виды соединений. Закон Джоуля-Ленца о количестве теплоты, выделяемое проводником, закон Ома о силе тока на участке цепи.

презентация [194,6 K], добавлен 15.05.2009

Причины электрического тока. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома в дифференциальной форме. Работа и мощность. Закон Джоуля–Ленца. Плотность тока, уравнение непрерывности. КПД источника тока. Распределение напряженности и потенциала.

презентация [991,4 K], добавлен 13.02.2016

Образование электрического тока, существование, движение и взаимодействие заряженных частиц. Теория появления электричества при соприкосновении двух разнородных металлов, создание источника электрического тока, изучение действия электрического тока.

презентация [54,9 K], добавлен 28.01.2011

Условия, необходимые для существования электрического тока. Достоинства и недостатки параллельного соединения проводников. Единица силы тока. Работа электрического тока в замкнутой электрической цепи. Закон Ома для участка цепи. Химическое действие тока.

презентация [398,2 K], добавлен 07.02.2015

Характеристика электрического поля как вида материи. Исследование особенностей проводников, полупроводников и диэлектриков. Движение тока в электрической цепи. Изучение законов Ома, Джоуля-Ленца и Кирхгофа. Изоляционные материалы. Электродвижущая сила.

презентация [4,5 M], добавлен 19.02.2014

Синусоидальные токи и напряжения. Максимальные значения тока и напряжения и угол сдвига фаз между напряжением и током. Тепловое действие в линейном резистивном элементе. Действующее значение гармонического тока. Действия с комплексными числами.

презентация [777,5 K], добавлен 16.10.2013

Понятие электрического тока как упорядоченного движения заряженных частиц. Виды электрических батарей и способы преобразования энергии. Устройство гальванического элемента, особенности работы аккумуляторов. Классификация источников тока и их применение.

презентация [2,2 M], добавлен 18.01.2012

Сущность магнетизма, поле прямого бесконечно длинного тока. Форма правильных окружностей, описываемых силовыми линиями электрического поля элемента тока. Структура латентного поля тока. Закон Био-Савара, получение «магнитного» поля из электрического.

реферат [2,2 M], добавлен 04.09.2013

Ток и плотность тока проводимости. Закон Ома в дифференциальной форме. Стороннее электрическое поле. Законы Кирхгофа в дифференциальной форме. Уравнение Лапласа для электрического поля в проводящей среде. Дифференциальная форма закона Джоуля-Ленца.

презентация [512,3 K], добавлен 13.08.2013

История развития процессов получения и использования энергии. Существующие виды топлива. Технологические свойства жидкого топлива. Применение газообразного топлива в различных отраслях народного хозяйства. Тепловое действие электрического тока.

реферат [27,1 K], добавлен 02.08.2012

Источник

Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов

Электрический ток

Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов.

2. Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.

3. Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц.

4. Использование теплового действия электрического тока в устройстве инкубаторов.

Современный мир уже немыслимо представить без электричества. Электрический ток используется человеком повсеместно. Бытовые электроприборы прочно заняли свое место в жилище человека, в промышленности, на транспорте и различных учреждениях тоже нельзя обойтись без использования электричества.

Однако сельские жители, особенно пожилого возраста по-прежнему продолжают относиться осторожно к использованию электрического тока.

Цель доклада: Показать, как можно использовать электрический ток для нужд сельского хозяйства.

Подобрать литературу по теме доклада

Анализ и обобщение источников литературы

Выступление с докладом перед аудиторией.

Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.

При прохождении электрического тока по проводнику в результате столкновений свободных электронов с его атомами и ионами проводник нагревается.
Количество тепла, выделяемого в проводнике при прохождении электрического тока, определяется законом Джоуля — Ленца. Его формулируют следующим образом. Количество выделенного тепла Q равно произведению квадрата силы тока I2, сопротивления проводника R и времени t прохождения тока через проводник:

Количество тепла, выделяющегося в проводе, пропорционально объему провода и приращению температуры, а скорость отдачи тепла в окружающее пространство пропорциональна разности температур провода и окружающей среды.

В первое время после включения цепи разность температур провода и окружающей среды мала. Только небольшая часть тепла, выделяемого током, рассеивается в окружающую среду, а большая часть тепла остается в проводе и идет на его нагревание. Этим объясняется быстрый рост температуры провода в начальной стадии нагрева.

По мере увеличения температуры провода растет разность температур провода и окружающей среды, увеличивается количество тепла, отдаваемое проводом. В связи с этим рост температуры провода все более замедляется. Наконец, при некоторой температуре устанавливается тепловое равновесие: за одинаковое время количество теплоты выделяющегося в проводе становится равным количеству теплоты выделяющемуся во внешнюю среду.

Читайте также:  Роторный компрессор постоянного тока

При дальнейшем прохождении неизменяющегося тока температура провода не изменяется и называется установившейся температурой.

Превращение электрической энергии в тепловую нашло широкое применение в технике и быту. Оно происходит, например, в различных производственных и бытовых электронагревательных приборах (электрических печах, электроплитах, электрических паяльниках и пр.), в электрических лампах накаливания, аппаратах для электрической сварки и пр.

Рассмотрим способы применения теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов.

Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц.

Теплица — тип садового парника, отличающийся размерами.

Представляет собой защитное сооружение. Применяется для выращивания ранней рассады (капусты, томатов, огурцов, цветов сеянцев, укоренения черенков или доращивания горшечных растений), для последующего высаживания в открытый грунт. В отличие от парника, теплица из-за своих размеров, позволяет организовать весь цикл выращивания той или иной культуры в закрытом грунте.

Размеры теплиц варьируются от 2 м до 6 м в длину и от 2 м до 3 м в ширину. Оптимальными размерами теплицы рекомендуются 2,5 х 2 м. Если в теплице планируют устроить полки вдоль обеих сторон, выбирают размер 3 х 2,5 м.

В зависимости от вида овощей оптимальная температура в теплице должна составлять днем 16-25°С, а ночью на 4-8°С меньше, чем днем. Высокая температура по ночам и в пасмурные дни провоцирует слишком быстрый рост зеленой массы растения, что приводит к снижению урожайности и качества плодов.

Недорогим и эффективным способом обогрева теплиц и парников следует считать электрический.

Наиболее простыми в использовании являются переносные тепловентиляторы (обогреватели). Некоторые типы электрических нагревателей для теплиц могут работать в режиме циркуляции: нагнетать воздух, не грея его. Эта функция полезна для улучшения микроклимата теплицы в жаркую погоду. Тепловентиляторы рекомендуется устанавливать под стеллажами с высаженными растениями.

Получить полный текст Подготовиться к ЕГЭ Найти работу Пройти курс Упражнения и тренировки для детей

Вторым из существующих способов обогрева теплиц, — кабельный обогрев грунта теплиц. Для обогрева грунта теплиц используется кабель с изоляцией из полипропилена, бронёй в виде оплётки из стальных оцинкованных проволок и оболочкой из изолирующего материала, диаметр наружный 6 мм, радиус изгиба 35 мм.

Для обеспечения оптимальной температуры Схемапочвы требуется мощность 75-100 Вт/м2. Мощность нагревательного кабеля или ленты не должна превышать 20 Вт/м. Для регулирования температуры нужно использовать терморегуляторы, так как оптимальная температура почвы для растений меняется от 15 до 250С, а для торфяных горшочков и грядок с рассадой — 300С.

ИнфракрасныеТретьим способом обогрева с помощью теплового действия электрического тока можно считать применение в теплицах инфракрасных потолочных обогревателей. Небольшого размера, они не занимают полезную площадь (стены, пол теплицы), потому что крепятся на потолке. Применение инфракрасных обогревателей позволяет создавать в теплице разные температурные зоны. Это удобно, в том случае, если в теплице находятся растения привыкшие к разным температурным условиям (растения из разных климатических поясов).При помощи особого принципа обогрева, потолочные ИК обогреватели прогревают сначала землю (почву), а уже потом окружающий воздух. По сути, такой принцип обогрева является подобием естественного процесса «обогрева» нашей планеты солнцем. Инфракрасные обогреватели излучают инфракрасное тепло, прогревающее поверхность грунта, а уже после прогрева грунта тепло передается окружающему воздуху. Если ты скачал этот доклад и даже его не прочитал, то получишь два. С помощью термостата инфракрасный обогреватель отключается, когда воздух нагревается в теплице до заданной температуры. Таким образом, поддерживается постоянная температура. Помимо этого, происходит дополнительная экономия энергии.

Для теплиц подойдет и водяное отопление, работающее от электричества. Водяное отопление, пожалуй, наиболее выгодно для обогрева теплиц. В бойлере нагревается вода, а затем циркуляционным насосом перекачивается в пластиковые трубы. Трубы водяного отопления можно проложить между растениями или вдоль внешних стенок теплицы.

Использование теплового действия электрического тока в устройстве инкубаторов.

Инкуба́тор (от латинского incubo, — высиживаю птенцов) — аппарат для искусственного вывода молодняка сельскохозяйственной птицы из яиц.

Простейшие инкубаторы обычно представляют собой специальные помещения, утеплённые бочки, печи и др. — ещё с древних времён были распространены в южных странах. Более 3000 лет назад в Египте уже строили инкубаторы для цыплят. Чтобы обогреть инкубатор, сжигали солому и, не имея измерительных приборов, поддерживали нужный режим на глаз. Инкубаторы использовавшиеся в СССР в 1970-е годы были «кабинетные» и «шкафные», последние были более известны. Эти инкубаторы — сложные устройства, где поддержание необходимой температуры и влажности воздуха, воздухообмен и поворачивание яиц, то есть весь процесс инкубации, происходит автоматически. Обогрев в каждом шкафу осуществляется четырьмя электронагревателями по 0,5 кВт каждый, включенными попарно в две ступени мощности. Управление включением и выключением нагревателей производят реле температуры мембранного типа, действующие независимо на каждую пару нагревателей. Реле замыкают свои контакты, когда температура в шкафу становится ниже соответственно 37,7 и 37,4 °С. При этом срабатывают промежуточные реле, включая одну, а затем и другую ступени нагрева. Отключаются нагреватели в обратном порядке. Включение всех четырех нагревателей обычно становится необходимым лишь при форсировании разогрева, например после закладки яиц. Чтобы поддерживать необходимую температуру, в обычных условиях достаточно двух нагревателей.

Читайте также:  Проверка напряжения аккумуляторной батареи при толчковых токах

Для предохранения шкафа от перегрева установлено третье температурное реле, которое настраивается на температуру 37,9 °С. Если температура в шкафу превышает это значение, регулятор температуры размыкает цепь питания реле, которое одним контактом отключает цепи питания реле, а другим — включает питание соленоида охлаждения. Соленоид открывает заслонки вентиляционных окон, и свежий воздух засасывается вентилятором в шкаф.

С помощью вентиляторов поддерживается надлежащий температурный режим, выравнивается температура по всему объему шкафа, подается свежий воздух к лоткам с яйцами. Вентилятор работает непрерывно, если дверь шкафа закрыта. При открывании двери блокировочный выключатель размыкает свои контакты, обесточивая промежуточное реле, которое своими контактами отключает электродвигатель вентилятора. Этим предотвращается возможность переохлаждения яиц наружным воздухом.

Управление системой увлажнения осуществляется реле увлажнения, представляющим собой упруго натянутую вискозную ленту, которая имеет свойство заметно изменять свои размеры в зависимости от влажности воздуха. С понижением влажности лента укорачивается и, нажимая через упор на микро-выключатель, подает питание в соленоид увлажнения, который открывает кран подачи воды внутрь шкафа. Вода поступает каплями в сеточный испаритель на валу вентилятора и разносится им по всему шкафу.

Для домашнего разведения птенцов можно сделать самодельный инкубатор, используя тепловое действие электрического тока. В этом случае электрическая схема инкубатора будет состоять из терморегулятора, электронного термометра, таймера поворотного механизма и блока питания. Блок управления находящийся вне инкубатора, соединяется с ним гибким кабелем. Внутри инкубатора находятся:

Получить полный текст Подготовиться к ЕГЭ Найти работу Пройти курс Упражнения и тренировки для детей

вентилятор для принудительного циркулирования нагретого воздуха,

двигатель поворотного механизма с редуктором для наклона лотков с яйцами,

датчики температуры терморегулятора и термометра.

Для нагревания воздуха в инкубаторе оптимально использовать два сопротивления мощностью 25 Вт, для перемешивания воздуха нужно использовать вентилятор. Для наблюдения за процессом выведения цыплят устанавливается лампа подсветки мощностью 10. 20 Вт.

Правильное расположение нагревательных элементов в инкубаторе крайне важно для увеличения процента вывода цыплят. В разных конструкциях инкубаторов нагреватели располагают над лотками, под лотками или сбоку по периметру инкубатора. Однако наиболее равномерное распределение температуры по площади лотка получается при подогреве сверху. В этом случае максимальна и теплоотдача, поскольку теплый воздух не успевает перемешаться с поступающим через вентиляционные отверстия холодным воздухом. Расстояние от нагревательных элементов до яиц зависит от типа нагревателей. Если в качестве нагревателей использовать электрические лампы накаливания, которые являются точечным источником тепла, минимальное расстояние от ламп до лотка должно быть не менее 25 см. Если же нагревателем является спираль из нихромовой проволоки, залитая гипсом, то такой нагреватель можно расположить на расстоянии 10 см от лотка.

Для инкубатора на 50 яиц суммарная мощность нагревателя должна составлять 80 Ватт. При этом лампочки накаливания желательно выбирать наименьшей мощности, тогда инкубатор будет обогреваться более равномерно. Например, для инкубатора на 50 яиц предпочтительнее использовать 3 лампочки по 25 Вт, чем две — по 40 Вт. Для повышения надежности ламп их можно соединить последовательно. Тогда напряжение на каждой из ламп будет в 2 раза ниже сетевого, соответственно, и мощность ламп окажется в два раза ниже их паспортной мощности. Поэтому при параллельно — последовательном соединении количество ламп удваивается.

Электрические лампы накаливания являются хорошим нагревательным элементом для домашнего инкубатора, поскольку не только позволяют точно поддерживать температуру, но и являются электробезопасными обогревателями.

Электрический ток, проходя по проводам, совершает различные действия. Наиболее используемым действием электрического тока является тепловое.

Тепловое действие широко используется человеком, в том числе его можно использовать для нужд сельского хозяйства при выращивании растений, овощей и для промышленного и домашнего разведения птенцов в инкубаторах

Источник

Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов

Подготовьте доклад на тему Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов.

Читайте также:  Датский ученый открывший действие электрического тока

Ответ

Тепловое действие электрического тока исполь­зуется в сельском хозяйстве для обогрева теплиц и инкубаторов.

Теплица — это помещение, предназначенное для выращивания различных растений, съедобных и цветов, в котором поддерживается нужная для растений температура круглый год, что позволяет вне сезонов снимать урожаи неоднократно. Один из существующих способов обогрева теплиц — кабельный обогрев.

Кабельный обогрев — это относительно недо­рогой, экономичный и надежный способ обогрева теплиц, при котором для предотвращения ухо­да тепла в грунт необходим слой теплоизоляции, причем в качестве материала теплоизоляции вы­бирается материалы, которые не впитывают влагу, например, пенополистирол, либо пенополиэтилен толщиной 5-10 см.

Сверху слой теплоизоляции закрывается полиэтиленовой пленкой, играющей роль гидроизоляции. Поверх укладывается слой песка толщиной примерно 10 см, внутри которо­го лежит нагревательный кабель так, чтобы слой песка над кабелем был не менее 5 см. Шаг уклад­ки кабеля примерно 15 см.

Поверх слоя песка укладывается сетка-рабица для защиты кабеля от повреждений. Затем насыпается слой плодородного грунта толщиной 20-25 см. Для регулирования температуры используются терморегуляторы.

Инкубатор представляет собой шкаф, где по ярусам на специальных лотках размещены яй­ца. Он обогревается с помощью нагревательных проволочных спиралей, по которым пропускается электрический ток.

Автоматически поддерживается температура в интервале от 37,7 до З8 °С, для это­го используют терморегуляторы с биметаллической пластинкой или другого типа.

Биметаллическая пластинка терморегулятора сделана из двух раз­нородных металлических пластин, например же­лезной и из сплава инвара и закреплена с одно­го конца. Когда температура в инкубаторе ниже нормы, биметаллический терморегулятор замыка­ет контакты электрической цепи и ток проходит по нагревательным спиралям. Если температура терморегулятора больше заданной, биметалличе­ская пластина так изгибается в сторону менее удлинившегося слоя, что отходит от контакта. Электрическая цепь нагревателя размыкается; она остается в таком положении до тех пор, пока тем­пература не ниже нормы; тогда биметаллический терморегулятор снова замкнет цепь.

Источник

Тепловое действие электрического тока

Тепловое действие электрического тока

Еще в девятнадцатом веке опыты по изучению проводимости свидетельствовали, что ток, проходящий по нагрузке, нагревает ее. Исследования показали, что нагревается не только нагрузка, но и проводники.

Тепловое действие электрического тока

Рис. 1. Тепловое действие электрического тока.

Данный факт легко объясним, если вспомнить, что электрический ток – это перемещение зарядов в веществе нагрузки. При движении заряды взаимодействуют с ионами кристаллической решетки, и отдают им часть энергии, которая и переходит в тепло.

Закон Джоуля-Ленца

Поскольку разность потенциалов (напряжение) на нагрузке равна работе, которую совершит единичный заряд, двигаясь по нагрузке, то для вычисления работы тока, необходимо напряжение умножить на заряд, прошедший через нагрузку. Заряд же равен произведению тока, проходящего по нагрузке, на время прохождения. Таким образом:

Детальным изучением теплового действия электрического тока в середине XIXв занимались независимо Д.Джоуль (Великобритания) и Э.Ленц (Россия).

Джоуль и Ленц

Рис. 2. Джоуль и Ленц.

Было выяснено, что если нагрузка неподвижна, то вся работа электрического тока в этой нагрузке перейдет в тепло:

Как правило, напряжение на элементах электрической цепи различно, а ток в ней общий. Поэтому для определения теплового действия удобнее выразить напряжение через ток, учитывая сопротивление:

То есть, количество тепла, образующееся в нагрузке, равно произведению значения тока в квадрате, сопротивления и времени. Этот вывод носит название Закона Джоуля-Ленца.

Иногда ток нагрузки неизвестен, но известно ее сопротивление и подводимое напряжение. В этом случае удобнее выразить ток через известные величины:

и, подставив в формулу выше, получаем:

Из данной формулы можно видеть интересный факт – если в нагревательной плите сгорит часть спирали, и мы просто исключим сгоревшие места, то сопротивление спирали уменьшится, а поскольку напряжение сети останется прежним, то тепло, выделяемое плитой, возрастет. Мощность плитки увеличится.

Использование теплового действия электричества

Тепловое действие электрического тока находит широкое применение, в первую очередь, в нагревательных приборах.

Еще одним важным направлением использования теплового действия являются плавкие предохранители. Если необходимо отключить электрическую цепь при превышение допустимого тока, то в цепь можно включить плавкий предохранитель.

Устройство плавкого предохранителя

Рис. 3. Устройство плавкого предохранителя.

Это небольшая колба из негорючего материала, внутри которой проходит плавкая проволочка или лента, сопротивление которой рассчитано так, чтобы при превышении предельного тока она расплавилась, тем самым разорвав электрическую цепь.

Что мы узнали?

Вся работа тока в неподвижной нагрузке превращается в тепло. Тепловое действие электрического тока по закону Джоуля Ленца пропорционально квадрату тока, сопротивлению и времени. Данное явление широко применяется в плавких предохранителях и нагревательных приборах.

Источник