Номер 53.6, страница 187 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 53. Закон Ома. Глава 7. Электрические явления - номер 53.6, страница 187.

53.6 [н] Почему накал ламп ослабеет при недостатке напряжения в сети?

53.6 [н]

Яркость свечения (накал) лампы накаливания напрямую зависит от мощности электрического тока, которая выделяется на её нити накала. Эта мощность определяет, до какой температуры раскалится нить. Чем выше температура нити, тем больше световой энергии она излучает и тем ярче светит лампа.

Мощность электрического тока $P$ можно рассчитать, зная напряжение $U$, приложенное к лампе, и её сопротивление $R$. Наиболее удобная для данного случая формула мощности выглядит так: $$P = \frac{U^2}{R}$$

Из этой формулы видно, что мощность, выделяемая на лампе, прямо пропорциональна квадрату напряжения. Это означает, что даже небольшое снижение напряжения в сети приводит к гораздо более существенному падению мощности. Например, если напряжение в сети уменьшится всего на 10%, то мощность, выделяемая лампой, упадет на $1 - (0.9)^2 = 1 - 0.81 = 0.19$, то есть на 19%.

Снижение мощности означает, что нить накала будет получать меньше энергии в единицу времени, и её температура понизится. Поскольку яркость свечения очень сильно зависит от температуры, это понижение приводит к заметному ослаблению накала лампы.

Ответ: Накал лампы слабеет при недостатке напряжения в сети, потому что мощность тока в лампе, определяющая температуру и яркость её нити, пропорциональна квадрату напряжения ($P \sim U^2$). Поэтому уменьшение напряжения вызывает значительно большее по доле уменьшение мощности, что приводит к охлаждению нити и ослаблению её свечения.