Номер 3, страница 150 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

3. Какой ток принято называть током короткого замыкания?

3. Током короткого замыкания (ТКЗ) называют электрический ток, возникающий в цепи при соединении двух точек с разными потенциалами (например, полюсов источника тока или фазного и нулевого провода) через очень малое, не предусмотренное конструкцией сопротивление. Такое соединение называется коротким замыканием.

Величина тока в электрической цепи определяется законом Ома для полной цепи: $I = \frac{\mathcal{E}}{R + r}$ где $I$ — сила тока, $\mathcal{E}$ — электродвижущая сила (ЭДС) источника, $R$ — сопротивление внешней цепи (нагрузки), $r$ — внутреннее сопротивление источника тока.

В нормальных условиях сопротивление нагрузки $R$ имеет определенную величину, которая ограничивает ток до безопасного рабочего значения. При коротком замыкании нагрузка, по сути, исключается из цепи, и ток начинает протекать по пути с пренебрежимо малым сопротивлением ($R \approx 0$).

В этом случае формула для тока, который и будет являться током короткого замыкания ($I_{кз}$), упрощается: $I_{кз} \approx \frac{\mathcal{E}}{r}$

Так как внутреннее сопротивление $r$ большинства источников питания (аккумуляторов, генераторов, силовых трансформаторов) очень мало, ток короткого замыкания достигает огромных значений, многократно превышающих номинальный рабочий ток. Это явление крайне опасно, так как оно приводит к резкому выделению большого количества теплоты (согласно закону Джоуля-Ленца, $Q = I^2Rt$), что может вызвать перегрев и расплавление проводов, возгорание изоляции, повреждение оборудования и даже взрыв источника питания.

Ответ: Током короткого замыкания называют ток, который возникает в электрической цепи при соединении точек с разными потенциалами через пренебрежимо малое сопротивление. Его величина ограничена в основном только внутренним сопротивлением источника тока и, как правило, значительно превышает номинальный ток цепи.