Номер 1807, страница 213 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

9 класс. Электромагнитное поле и электромагнитные волны. 64. Явление электромагнитной индукции. Самоиндукция. Переменный ток. Передача электрической энергии. Трансформатор - номер 1807, страница 213.

Решение.

Решение

Перегорание предохранителей в моменты включения или выключения аппаратуры объясняется переходными процессами, возникающими в электрической цепи. Эти процессы вызывают кратковременные, но очень большие токи или напряжения, превышающие номинальные значения, на которые рассчитан предохранитель.

При включении
Основная причина — так называемый пусковой ток. В блоках питания большинства современных аудио- и видеоустройств установлены сглаживающие фильтры, содержащие конденсаторы большой ёмкости. В момент подачи напряжения незаряженный конденсатор ведёт себя подобно короткому замыканию, потребляя очень большой ток для своей зарядки. Этот ток, который может в десятки раз превышать рабочий ток устройства, протекает через предохранитель и может вызвать его перегорание. Аналогичный эффект может возникать в трансформаторах из-за переходных процессов в их магнитных сердечниках.

При выключении
Причиной перегорания предохранителя в этот момент является явление самоиндукции в катушках и обмотках трансформаторов, которые являются неотъемлемой частью многих устройств. Когда цепь размыкается, ток в индуктивном элементе резко падает до нуля. Согласно закону электромагнитной индукции, это быстрое изменение тока порождает значительную ЭДС самоиндукции: $\mathcal{E}_{L} = -L \frac{dI}{dt}$. Так как время размыкания $dt$ очень мало, возникающее напряжение $\mathcal{E}_{L}$ может быть очень большим (сотни и даже тысячи вольт). Этот высоковольтный импульс может вызвать пробой изоляции или возникновение электрической дуги в контактах выключателя, что создаёт путь для кратковременного, но мощного тока, способного сжечь предохранитель.

Ответ: Предохранители перегорают из-за переходных процессов: при включении — из-за больших пусковых токов, связанных с зарядкой конденсаторов, а при выключении — из-за всплесков напряжения и тока, вызванных ЭДС самоиндукции в индуктивных элементах цепи.