Номер 1811, страница 214 - 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 1811, страница 214.

Решение.

Решение

Стабилизатор, используемый при электросварке, представляет собой катушку индуктивности со стальным сердечником. Стальной сердечник, являясь ферромагнетиком, обладает высокой магнитной проницаемостью, что значительно увеличивает индуктивность $\text{L}$ катушки.

Катушка включается в сварочную цепь последовательно с дугой. Принцип её действия основан на явлении электромагнитной самоиндукции. Согласно этому явлению, при любом изменении силы тока $\text{I}$ в катушке, в ней возникает ЭДС самоиндукции ($ε_{с}$), которая по правилу Ленца препятствует этому изменению. Величина этой ЭДС пропорциональна скорости изменения тока:

$ε_{с} = -L \frac{ΔI}{Δt}$

Горение электрической дуги часто бывает нестабильным, что сопровождается резкими колебаниями (увеличением или уменьшением) силы тока. Катушка-стабилизатор сглаживает эти колебания.

Когда ток в цепи по какой-либо причине начинает уменьшаться (что может привести к погасанию дуги), возникающая в катушке ЭДС самоиндукции направлена так же, как и основной ток. Она «поддерживает» ток, замедляя его спад и сохраняя дугу стабильной.

Когда ток, наоборот, резко возрастает (например, при коротком замыкании из-за касания электродом детали), ЭДС самоиндукции направлена против основного тока. Она препятствует резкому нарастанию тока, ограничивая его пиковое значение и защищая источник питания от перегрузки.

Таким образом, катушка индуктивности выполняет роль инерционного элемента в электрической цепи, который противодействует любым изменениям тока, что и обеспечивает стабильное и устойчивое горение сварочной дуги.

Ответ: Стабилизатор (катушка со стальным сердечником) обладает большой индуктивностью и включается последовательно с дугой. Благодаря явлению самоиндукции, при любых колебаниях тока в цепи в катушке возникает ЭДС, которая противодействует этим изменениям. Если ток уменьшается, ЭДС поддерживает его, не давая дуге погаснуть. Если ток резко возрастает, ЭДС ограничивает его, предотвращая перегрузку. Это сглаживает ток и обеспечивает устойчивое горение дуги.