Bài 22: Tác dụng nhiệt và tác dụng phát sáng của dòng điện

Tóm tắt lý thuyết

2.1. Tác dụng nhiệt

2.1.1. Thí nghiệm

  • Lắp mạch điện như sơ đồ:

  • Khi đèn sáng, bóng đèn có nóng lên. Để xác nhận điều đó ta cảm nhận bằng tay hoặc dùng nhiệt kế.
  • Dây tóc của bóng đèn bị đốt nóng mạnh và phát sáng khi có dòng điện chạy qua.
  • Khi đèn sáng bình thường nhiệt độ của dây tóc là \({2500^0}C\) .
  • Nhiệt độ nóng chảy của một số chất:

Chất 

Nhiệt độ nóng chảy (\(^0C\))

Vonfram

3370

Thép

1300
Đồng 1080
Chì 327
  • Dây tóc thường làm bằng Vônfram để không bị nóng chảy, vì nhiệt độ nóng chảy của Vônfram là \({3370^0}C\). (< \({2500^0}C\))
  • Nhận xét: Vật dẫn nóng lên khi có dòng điện chạy qua.

2.1.2. Kết luận

  • Khi có dòng điện chạy qua các vật dẫn nóng lên.
  • Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn, làm dây tóc bóng đèn nóng lên đến nhiệt độ cao và phát sáng.
  • Nguyên nhân gây ra tác dụng nhiệt của dòng điện là do các vật dẫn có điện trở. Tác dụng nhiệt có thể có lợi, có thể có hại.
  • Để làm giảm tác dụng nhiệt, cách đơn giản là làm dây dẫn bằng chất có điện trở suất nhỏ.

2.2. Tác dụng phát sáng

2.2.1. Bóng đèn bút thử điện

  • Dòng điện chạy qua chất khí trong bóng đèn bút thử điện làm chất khí này phát sáng

2.2.2. Đèn điốt phát quang (đèn LED)

  • Để bóng đèn sợi đốt phát sáng được thì phải mất một phần năng lượng điện để đốt nóng bộ phận dây tóc đến nhiệt độ cao .
  • Vậy để  tiết kiệm năng lượng điện người ta đã dùng đèn ống . Nhờ có cơ chế đặc biết chất bột phủ bên trong đèn ống phát sáng . Đèn này nóng lên ít nên tiêu thụ năng lượng điện ít hơn so với bóng đèn sợi đốt .
  • Ngày nay người ta vẫn không ngừng nghiên cứu và chế tạo ra các loại đèn tiêu thụ ít năng lượng điện hơn nữa như đèn compac,đèn L.E.D….
  • Đó là các giải pháp hợp lí nhằm tiết kiệm điện năng . Ngày nay đèn điốt phát quang (LED) đang được sản xuất nhiều với giá thành ngày càng rẻ .
  • LED có nhiều ưu điểm nên trong thời gian không xa sẽ thay thế các loại đèn khác

Bài tập minh họa


Bài 1:

  • Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Nguồn điện là một chiếc pin với các cực (+) và(-) chưa biết.
  • Hãy nêu cách làm khi sử dụng đèn điôt phát quang để xác định xem A hay B là cực (+) của pin này và chiều dòng điện chạy trong mạch.

Hướng dẫn giải:

  • Đóng khoá K, nếu đèn không sáng đổi  hai đầu dây đèn. Khi đèn sáng, bản kim loại nhỏ trong đèn LED nối với cực nào thì đó là cực dương. Cực kia là cực âm

Bài 2:

Người ta sử dụng ấm điện để đun nước. Hãy cho biết :

a) Nếu còn nước trong ấm thì nhiệt độ của ấm cao nhất là bao nhiêu?

b) Nếu vô ý để quên, nước trong ấm cạn hết thì có sự cố gì xảy ra?

Hướng dẫn giải:

a) Khi còn nước trong ấm, nhiệt độ cao nhất của ấm là  .(suốt quá trình sôi nhiệt độ sôi không đổi)

b) Ấm điện bị cháy, hỏng. Vì khi cạn nước do tác dụng nhiệt của dòng điện, nhiệt độ của ấm tăng cao liên tục. Ruột ấm sẽ nóng chảy không dùng được nữa.

Một số vật để gần ấm có thể bắt cháy gây hỏa hoạn.