与电学知识有关的现象

自从法拉发现电磁感应以来，人类已经进入了电气化时代。从家用电力到交通、工厂和企业，电力来自发电机，电力已经成为人类必不可少的主要能源。在我们的生活中，电的应用随处可见。

电灯是根据电流的热效应原理工作的。当电流通过灯丝时，灯丝被加热到白炽时发出明亮的光，将电能转化为光能和热能为我们服务；电灯的灯丝是由高熔点的钨丝制成的，因为灯泡发光时灯丝的温度在2000摄氏度以上，钨丝更耐用。灯丝制成螺旋形以减少散热，因为灯泡发光时灯丝的温度在2000摄氏度以上，从而提高灯丝的温度以更好地发光；为了防止钨丝在高温下氧化，将低功率灯泡抽空，而60W以上的灯泡充入惰性气体，这可能会阻碍钨丝在高温下的升华。灯丝较粗的灯泡额定功率较高，而灯丝较细的灯泡额定功率较低。因为灯泡中的灯丝由相同的材料和长度制成，如果根据电阻的性质，导体的横截面积较大，则电阻较小。电灯的亮度由灯消耗的实际功率决定。实际功率大的灯泡更亮。例如，“220伏，25瓦”和“220伏，100瓦”两种灯泡，从R=U2/P，25瓦灯泡电阻较大，100瓦灯泡电阻较小。如果两个灯串联，并且它们的电流相等，从P=I2R可以看出25W灯泡更亮。如果灯并联，两端的电压相等。从P=U2/R可以看出，此时25W灯泡较暗。使用灯泡时，钨丝在高温下升华成钨蒸气。关灯后，温度下降，钨蒸汽凝结并附着在灯泡壁上。随着时间的推移，灯泡壁会变黑。灯泡的灯丝断开后，如果连接并重新使用，会变得更亮。因为细丝断裂后，长度变短，细丝的电阻变小。根据P=U2/R，R变小，P变大，所以它看起来更亮。然而，随着消耗的电能变得越来越大，很容易由于温度升高而再次烧掉灯丝。同样的灯泡在深夜比晚上亮，因为实际的输电线有一定的电阻。当在晚上达到峰值功耗时，连接到电路的电器的数量增加，导致主电路中的电流增加，到输电线路的电压分布变大，并且电器两端的电压变小。根据P=U2/R，此时灯泡是暗的。灯泡的灯丝在开灯的时候很容易烧坏。这是因为灯丝的电阻与温度有关，并且会随着温度的升高而增加。开灯时，灯丝温度较低，电阻较小。根据I=U/R，U是常数，R是小的，I是大的，所以很容易烧坏。如果电源电压为220伏，应串联一个电阻，使“PZ200-40”灯泡正常发光。当使用灯泡时，同样的电流流过灯泡和电线。灯泡和电线都需要发热。事实上，灯泡在热的时候会发光，但是电线产生的热量是察觉不到的。这是因为灯丝的电阻比电线的电阻大得多。根据焦耳定律Q=I2Rt，当I和T都相同时，电阻R小，Q小，因此通过电线的电流产生的热量小，这就是为什么灯泡在热的时候发光，但是电线产生的热量是察觉不到的。

电磁炉是厨具市场上的一种新型炊具。它突破了传统明火烹饪法采用磁场感应电流(又称涡流)的加热原理。电磁炉通过电子电路板的组件产生交变磁场。当用含铁炊具的底部放置炊具表面时，炊具切割交变磁力线并在炊具底部的金属部分产生交变电流(即涡流)。涡流使炊具的铁分子高速不规则地移动。分子相互碰撞和摩擦产生热能(因此，电磁炉烹饪的热源来自锅底，而不是电磁炉本身，电磁炉本身传导到锅内，因此热效率几乎是所有炊具的两倍)，因此，炊具本身以高速产生热量来加热和烹饪食物，从而达到烹饪的目的。它具有升温快、热效率高、无明火、无烟、无有害气体、对周围环境无热辐射、体积小、安全性好、外形美观等优点，可以完成大多数家庭的烹饪任务。因此，在一些电磁炉更受欢迎的国家，人们称它们为“烹饪之神”和“绿色炉灶”。