Номер 1790, страница 210 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

9 класс. Электромагнитное поле и электромагнитные волны. 63. Магнитное поле. Действие магнитного поля на проводник с током и на движущиеся заряженные частицы. Индукция магнитного поля - номер 1790, страница 210.

Решение.

Когда электродвигатель вентилятора работает в нормальном режиме, он преобразует потребляемую электрическую энергию в основном в механическую энергию вращения лопастей. Небольшая часть энергии превращается в тепло из-за наличия электрического сопротивления в обмотках двигателя. Важным физическим явлением при работе двигателя является возникновение в его вращающихся обмотках противо-ЭДС (электродвижущей силы индукции), которая направлена против основного напряжения сети и ограничивает силу тока в цепи.

Если остановить лопасти рукой, вращение ротора двигателя прекращается. Вследствие этого исчезает и противо-ЭДС. Без противо-ЭДС единственным препятствием для тока в обмотке остается её собственное активное сопротивление, которое обычно очень мало. Согласно закону Ома для участка цепи, сила тока $I = U/R$ резко возрастает, так как напряжение $\text{U}$ остается прежним, а полное сопротивление цепи значительно уменьшается.

Количество теплоты, выделяемое в обмотке двигателя, описывается законом Джоуля-Ленца: $Q = I^2 \cdot R \cdot t$. Поскольку сила тока $\text{I}$ резко возросла, количество выделяемой теплоты, пропорциональное квадрату тока, увеличивается еще значительнее. Вся электрическая энергия, потребляемая из сети, теперь преобразуется не в механическую работу, а полностью переходит во внутреннюю энергию (тепло). Это и является причиной быстрого и сильного нагрева корпуса вентилятора.

Ответ: При принудительной остановке лопастей вращение ротора электродвигателя прекращается, что приводит к исчезновению противо-ЭДС в его обмотках. Это вызывает резкое увеличение силы тока в цепи. В соответствии с законом Джоуля-Ленца, количество выделяемой теплоты пропорционально квадрату силы тока, поэтому вся потребляемая электрическая энергия начинает преобразовываться в тепло, вызывая сильный нагрев корпуса двигателя.