Конспект урока по физике в 8 классе "Лампы накаливания. Электронагревательные приборы"

Тема: «Лампы накаливания. Электронагревательные приборы»

Цели: Закрепить знания законов постоянного тока, понятий силы тока, напряжение, сопротивление тока; изучить строение электрической лампы накаливания, физическую основу работы лампы накаливания; познакомить с историей изобретения электрической лампы накаливания; познакомить с примерами применения теплового действия электрического тока.

Ход урока

1. Организационный момент. Приветствие учащихся, проверка отсутствующих.

2. Актуализация опорных знаний.

Фронтальный опрос:

1. Почему проводник, по которому идет ток, нагревается?

2. Каково назначение предохранителей?

3. Почему электрическую лампу, рассчитанную на 127 В, нельзя включать в цепь с напряжением 220 В?

Качественная задача

Две лампочки сопротивлением 80 Ом и 160 Ом включены в цепь:
а) последовательно; б) параллельно. В какой из них выделится больше тепла? Почему?

Формулы. Знаешь ли ты формулы и единицы измерения физических величин?

Вставить пропущенные в формулах буквы. Выразить единицы измерения.

Какие вы знаете приборы, созданные на основе теплового действия тока?

1. Изучение нового материала.

Путь развития искусственного освещения был долгим и сложным. С доисторических времен и до середины ХIХ века человек применял для освещения своего жилища: пламя факела; лучину; масляный светильник; свечу; керосиновую лампу.

Мы знаем, что тела при температуре 800°С начинают излучать свет.

• У светящейся вольфрамовой нити температура – 2700°С.
• Температура поверхности Солнца – 6 000°С.
• Звезды имеют температуру более 20 000°С.

Первыми электрическими лампами были лампы накаливания, которые служат нам до сих пор. Их свет считается оптимальным для восприятия человеческим глазом. Но у них есть один существенный недостаток: приблизительно 95% их энергии преобразуется в тепло, и лишь 5% остается на долю света.

1870 г. - Изобретение А.Н. Лодыгиным лампы накаливания (непламенный источник света)

1879 г. - Усовершенствование американцем Томасом Эдисоном лампы, улучшение техники откачки воздуха, замена угольного стержня обугленной палочкой из бамбука, создание цоколя.

1890 г. - А. Н. Лодыгин изобрел лампу с металлической (вольфрамовой) нитью. Базовая конструкция лампы накаливания принадлежит русскому электротехнику Александру Николаевичу Лодыгину, уроженцу Тамбовской губернии.

23 марта 1876 года Павел Николаевич Яблочков (1847-1894) получил первый в мире патент на изобретение электрической лампы. Русский электротехник П.Н. Яблочков изобрел лампу с электрической дугой, названную «свечой Яблочкова». Такие свечи в 1878 году были установлены на улицах и площадях Парижа, а потом они появились в Москве и Петербурге. Лампу П.Н. Яблочкова в Европе современники называли «русским светом», в России — «русским солнцем».

У электрической лампочки нет одного-единственного изобретателя. История лампочки представляет собой целую цепь открытий, сделанных разными людьми в разное время. Лодыгин первым предложил применять в лампах вольфрамовые нити и закручивать нить накаливания в форме спирали. Он же первым стал откачивать из ламп воздух, чем увеличил их срок службы во много раз. Другим изобретением Лодыгина, направленным на увеличение срока службы ламп, было наполнение их инертным газом.

1. Вольфрамовая спираль

2. Стеклянный баллон

3. Цоколь лампы

4. Основание цоколя

5. Пружинящий контакт

1. Как называются детали 1 и 2 электрической лампы накаливания?

2. Как называются детали 3 и 4 электрической лампы накаливания?

3. Почему для изготовления спирали берут вольфрам?

4. Почему из стеклянного баллона откачивают воздух?

5. На какие напряжения рассчитаны лампы накаливания, выпускаемые промышленностью?

Галогенные лампы

В последнее время получают распространение галогенные (в частности йодные) лампы, в которых баллон заполнен парами йода. Йод способен соединяться с вольфрамом при низкой температуре, образуя йодид вольфрама. Это обеспечивает возврат вольфрама на нить и увеличивает срок службы нити. Галогенные лампы светятся ярче и дольше обычных. В настоящее время галогенные лампы находят широкое применение в прожекторах, на крыльях самолетов, в автомобильных фарах, а также в обычных светильниках и подсветках дома.

Газосветные лампы

В газосветных лампах используется свойство разреженных газов светиться при прохождении через них электрического тока. Свет, излучаемый такой лампой, зависит от природы газа: неон дает красный цвет; аргон – синий; гелий – желтый цвет.

Эти лампы нашли себе применение для устройства вывесок, реклам, иллюминации. Наша промышленность выпускает также лампы, в стеклянных трубках которых находятся разряженные ртутные пары. Эти лампы получили название люминесцентных ламп. Они более экономичные. Их КПД около 20 %.

IV. Закрепление изученного материала

1. Кто изобрел лампу накаливания?

а) Томас Эдисон; б) А.Н. Ладыгин; в) Д. Джоуль; г) Э. Ленц

2. Кто изобрел лампу для промышленности с угольной нитью?

а) П.Н. Яблочков; б) Томас Эдисон; в) А.Н. Ладыгин; г) Э. Ленц

3. Кто изобрел лампу с электрической дугой?

а) А.Н. Ладыгин; б) П.Н. Яблочков; в) Д. Джоуль; г) Томас Эдисон

4. Из какого металла изготовляют спирали ламп?

а) нихром; б) вольфрам; в) алюминий; г) медь

5. Чем заполняют баллоны современных ламп?

а) воздухом; б) инертным газом; в) вакуумом; г) кислородом

6. Какое действие тока используется в лампе накаливания?

а) химическое; б) механическое; в) тепловое; г) магнитное

Сколько может работать электрическая лампочка без перерыва и замены? Год, два? 107 лет! Именно столько работает лампа, установленная в пожарном депо города Ливермора в штате Калифорния.

Лампочка из Ливермора впервые была установлена на свое рабочее место еще в 1901 году. Над миром катились войны, революции, мировые кризисы, а она все светила и светила. В настоящий момент ее можно увидеть на пожарной станции по адресу 4550 Ист-Авеню. Необычно долгий срок жизни позволил ей занять свое место в книге рекордов Гиннеса – как самой старой работающей лампе в мире.

Китайские учёные из университета Tsinghua совместно с коллегами из Louisiana State University создали лампочку, в которой вольфрамовая нить заменена углеродными нанотрубками. Таким образом, лампочка за последние 125 лет впервые претерпела реальные изменения.

Нанонить продемонстрировала ряд преимуществ перед традиционным вольфрамом. Прежде всего, оказалось, что трубки испускают больше света при том же самом напряжении. Причём нанолампочка начинает работать при трёх Ваттах (вместо шести – для вольфрама).

Пока учёным удалось заставить новую 25-ваттную лампочку работать чуть дольше 360 часов и переносить до 5 тысяч включений. По словам исследователей, необходимо ещё немало поработать, но лампочки с нанонитью могут появиться на рынке в ближайшие 5 лет.

V. Домашнее задание:

1. § 54, вопросы устно.

2. Творческое задание с использованием ИКТ и Интернет. Создать презентацию (5 слайдов) по выбору:

• История создания тостера.

• История создания электрического утюга.

• История создания электроплитки.

• История создания электрокамина и других нагревательных электроприборов.

• Короткое замыкание.

• Электрические нагревательные приборы.