欢迎您访问科普小知识本站旨在为大家提供日常生活中常见的科普小知识,以及科普文章!
您现在的位置是:首页  > 科普文章

电风扇中的物理知识

科普小知识2021-08-23 11:09:02
...

电风扇是人们躲避夏季高温的常用家用电器。他们在工作中涉及大量的物理知识,也是高中物理中经常研究的知识点。现在从力、热和电三个方面分析如下:

1.当电风扇静止时,垂直杆的拉力等于电风扇本身的重力,所以电风扇工作后,是否有必要担心垂直杆因应力增加而掉落?

答案是否定的。为什么?因为当电风扇旋转时,叶片将空气向下推动。也就是说,风扇叶片对其下方的空气有向下的力。根据“物体间的力是相互的”,可以看出空气同时对风扇叶片有向上的力。澄清这一点后,对电风扇进行受力分析。电风扇在垂直方向上受三种力的影响,即垂直向下的重力;垂直向上的垂直杆对电风扇的拉力和空气对电风扇的向上力。因此,可以知道,此时电风扇上的垂直杆的拉力必须比静止时减小。因此,完全没有必要担心电风扇会因为转动时承受的力增加而掉落。

当我们在炎热的夏天使用电风扇时,我们会感到凉爽。所以凉爽的原因是电风扇工作后是否降低了室内温度。

事实恰恰不是这样。(假设房间和外界之间没有热传递)房间里的温度会上升而不是下降。让我们一起分析一下温度升高的原因:当电风扇工作时,由于有电流通过电风扇的线圈并且电线有电阻,所以温度将升高,因此它将不可避免地产生热量并向外释放热量。但是为什么人们感觉很酷呢?因为人体表面有大量的汗液,当电风扇工作时,室内空气就会流动,所以它能促进汗液的快速蒸发,再加上“蒸发需要吸收大量的热量”,所以人们会感到凉爽。

请想一想空调可以制冷的工作原理。与电风扇的工作原理相比。(提示:空调制冷循环路线与冰箱相似,也有压缩机、冷凝器和蒸发器。空调过程如下:一方面,室内过滤空气和室外新鲜空气进入蒸发器外围冷却,离心风机将冷空气吹入室内;另一方面,一个小风扇用来加速冷凝器的冷却,并将周围的热空气吹出房间。这样,房间可以冷却和通风。)

3.电风扇的主要部件是:交流电机。它的工作原理是:通电的线圈在磁场中*旋转。能量转换的形式是:电能主要转化为机械能,同时,由于线圈的电阻,一些电能不可避免地会转化为内能。鉴于其能量转换形式和欧姆定律的适用范围,电风扇的电流、电压和电阻不能直接应用欧姆定律。当计算电风扇消耗的电功率时,公式只能使用:w=uit,而不是q=i2rt,因为电功率公式:w=uit适用于所有电流起作用的情况,当然包括电流转化为内能的情况。然而,焦耳定律:q=i2rt适用于纯电阻电路,即所有电能转换为内能的电路。如果用焦耳定律计算电风扇工作时线圈因电阻释放的热量。这里有一个大家都可以理解的例子:当电机正常工作时,线圈两端的电压为380伏,线圈的电阻为2欧姆,线圈中的电流为10安培,电机在正常工作时消耗的电能为w,产生的热量为q,电机在一秒钟内消耗的电能和产生的热量分别是多少?机械能转化成什么?(答案:w=3800j,q=200j,转换为机械能:3600j)

4.电风扇长时间使用后,很容易在风扇叶片下侧积满灰尘。原因是什么?

当电风扇工作时,由于风扇叶片和空气之间的相互摩擦,静电被施加到风扇叶片上。结合带电物体能吸引光线和小物体的特性,扇叶能吸收室内漂浮的细小灰尘,因此大量灰尘很容易沾在扇叶的下面。