Номер 1810, 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 1810, страница 213.

Решение.

Искрение в месте контакта токоприемника трамвая и контактного провода возникает при кратковременном нарушении этого контакта. Интенсивность возникающей при этом электрической дуги (искры) напрямую зависит от силы тока, протекающего в цепи в момент разрыва.

Главным потребителем электроэнергии в трамвае является тяговый электродвигатель. Его мощность очень велика, так как она необходима для приведения в движение многотонной машины. Мощность же системы освещения в салоне значительно меньше.

Сила тока $\text{I}$ связана с мощностью $\text{P}$ и напряжением $\text{U}$ формулой $P = U \cdot I$. Поскольку напряжение в контактной сети трамвая постоянно, сила тока прямо пропорциональна потребляемой мощности. Так как мощность двигателя ($P_{двиг}$) многократно превышает мощность ламп освещения ($P_{ламп}$), то и ток, потребляемый двигателем ($I_{двиг}$), будет во много раз больше тока, потребляемого лампами ($I_{ламп}$):

$I_{двиг} \gg I_{ламп}$

Когда двигатель работает, по цепи течет большой ток. Любое, даже кратковременное, нарушение контакта токоприемника с проводом приводит к разрыву цепи с большим током, что вызывает сильное и заметное искрение. Кроме того, обмотки электродвигателя обладают значительной индуктивностью, что усугубляет эффект, так как при разрыве цепи возникает ЭДС самоиндукции, поддерживающая дугу.

Когда же двигатель выключен, а работают только лампы освещения, общий ток в цепи становится очень малым. При разрыве контакта такой слабый ток не способен создать интенсивную электрическую дугу, поэтому искры практически незаметны или отсутствуют вовсе.

Ответ: Интенсивность искр при разрыве контакта пропорциональна силе тока в цепи. Электродвигатель трамвая потребляет ток, во много раз превышающий ток, потребляемый лампами освещения. Поэтому при выключении двигателя ток в цепи резко уменьшается, что и приводит к значительному ослаблению искрения.