Прибор для демонстрации закона джоуля в дифференциальной форме



Прибор для демонстрации закона джоуля в дифференциальной форме
Прибор для демонстрации закона джоуля в дифференциальной форме

 


Владельцы патента RU 2616443:

Ершов Альберт Петрович (RU)

Изобретение относится к демонстрационным приборам по физике. Стеклянная трубка с изменяющемся сечением и прогнутой вверх узкой частью заполнена подкрашенным раствором медного купороса и через медные контакты подключена к сети напряжением 220В. По закону Джоуля в дифференциальной форме максимальное нагревание раствора будет происходить в узкой части трубки, где при закипании раствора возникает пузырек пара, хорошо видимый на фоне белого экрана. Техническим результатом изобретения является повышение демонстрационных возможностей. 1 ил.

 

Изобретение относится к лекционным демонстрационным устройствам, обеспечивающим наглядность при изучении раздела электричества в курсе общей физики университетов.

Известен прибор для демонстрации закона Джоуля, содержащий белый экран, стеклянную трубку U-образной формы, заполненную подкрашенной жидкостью, и источник питания (см. документ CN 202871153 U, G09B 23/16, 10.04.2013, реферат, фиг.1).

Техническим результатом изобретения является повышение демонстрационных возможностей.

Указанный технический результат достигается тем, что прибор для демонстрации закона Джоуля в дифференциальной форме включает белый экран, стеклянную трубку U-образной формы с изменяющейся по длине площадью сечения S с прогнутой вверх узкой средней частью трубки, заполненной подкрашенным темной краской насыщенным раствором медного купороса, которая через медные контакты и источник света подключена к сети напряжением 220 В, при этом выделение тепловой энергии в узком месте трубки наблюдается возникновением хорошо видимого пузырька пара и выключением источника света.

При прохождении тока I по проводнику с сечением S, изменяющемся по длине проводника, выделение тепловой энергии в различных местах будет различным. Закон Джоуля (Джоуля-Ленца) в дифференциальной форме определяет тепловую энергию, выделяющуюся в данной точке (данном месте) проводника с током. По закону Джоуля в дифференциальной форме удельная тепловая мощность w (Вт/м3) в данной точке проводника пропорциональна удельному сопротивлению вещества проводника ρ и квадрату плотности тока j=I/S (А/м2) в данной точке проводника.

w=ρ⋅j2

Прибор для демонстрации закона Джоуля в дифференциальной форме представляет собой стеклянную трубку U-образной формы 1. Площадь сечения S трубки изменяется по длине и узкая средняя часть трубки прогнута вверх. Трубка заполнена подкрашенным темной краской насыщенным раствором медного купороса. Через медные контакты 2 трубка подключается в сеть 3 напряжением 220В. В соответствии с законом Джоуля в дифференциальной форме наибольшее выделение тепловой энергии происходит в наиболее узком месте трубки. Через 20-25 секунд после включения прибора в сеть раствор в узком месте закипает с образованием пузырька пара 4, хорошо наблюдаемого на белом фоне экрана 5. При образовании пузырька пара цепь размыкается и гаснет источник света 6, показывающий прохождение тока в цепи. Через 10-15 секунд вследствие конденсации пара пузырек исчезает, электрическая цепь прибора замыкается, источник света 6 включается, прибор готов к повторной демонстрации.

Прибор удобен в применении и обладает хорошей наглядностью при демонстрации закона Джоуля. Прибор не требует дополнительной подготовки перед его демонстрацией. Прибор имеет относительно небольшие размеры (25*10*25) см3, и удобен при хранении и переноске. Демонстрация данного прибора не требует использование специальных источников постоянного или переменного напряжения, что является несомненным удобством при использовании прибора. Прибор при демонстрации непосредственно включается в сеть переменного напряжения 220В.

Прибор для демонстрации закона Джоуля в дифференциальной форме, включающий белый экран, стеклянную трубку U-образной формы с изменяющейся по длине площадью сечения S с прогнутой вверх узкой средней частью трубки, заполненной подкрашенным темной краской насыщенным раствором медного купороса, которая через медные контакты и источник света подключена к сети напряжением 220 В, при этом выделение тепловой энергии в узком месте трубки наблюдается возникновением хорошо видимого пузырька пара и выключением источника света.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. На противоположных сторонах подвижной муфты первыми концами шарнирно соединены две тяги.

Электронный имитатор механического стрелочного манометра предназначен для использования в обучающих тренажерах, где необходимо визуально имитировать механические стрелочные манометры, управляемые внешним подаваемым напряжением UBX.

Изобретение относится к демонстрационным устройствам для проведения практикумов по физике и математике в высших и средних учебных заведениях. Каждый корпус из линейки корпусов имеет форму параллелепипеда с верхними крышками.

Изобретение относится к наглядным пособиям для демонстрации гироскопических свойств и, в частности, на занятиях по физике, теоретической механике. Демонстрационный волчок содержит колоколообразное тело 1, заостренный стержень 2, выполненный с возможностью упора в подпятник 7.

Изобретение относится к конструкции прибора для изучения законов механики. .

Изобретение относится к демонстрационным приборам по физике. .

Изобретение относится к демонстрационным приборам по физике. .

Изобретение относится к наглядным пособиям и может быть использовано для демонстрации гироскопических явлений. .

Изобретение относится к учебному пособию, которое может быть использовано для демонстрации законов механики преимущественно при выполнении экспериментальных заданий, включенных в контрольные измерительные материалы, используемые при Государственной итоговой аттестации по физике выпускников основной школы, а также для подготовки к аттестации.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в качестве экспериментального оборудования в научных лабораториях агропромышленного комплекса.
Наверх