Номер 6.26, страница 33 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

VI. Расчёт характеристик электрических цепей - номер 6.26, страница 33.

Условие.

6.26 Объясните, почему для резки металлов электрической дугой используют ток большой силы.

Решение.

Решение

Резка металлов электрической дугой основана на их плавлении под действием высокой температуры. Электрическая дуга — это мощный электрический разряд в газе, который сопровождается выделением огромного количества тепловой энергии и достигает температуры в несколько тысяч градусов Цельсия, что значительно превышает температуру плавления любого металла.

Количество теплоты $\text{Q}$, которое выделяется при прохождении электрического тока, определяется законом Джоуля-Ленца:

$Q = I^2 \cdot R \cdot t$

где $\text{I}$ — сила тока, $\text{R}$ — электрическое сопротивление, $\text{t}$ — время прохождения тока.

Из этой формулы видно, что количество выделяемой теплоты прямо пропорционально квадрату силы тока ($Q \propto I^2$). Это означает, что увеличение силы тока является наиболее эффективным способом для резкого увеличения выделяемой тепловой мощности. Чтобы быстро и эффективно расплавить металл в узкой зоне реза, необходимо сконцентрировать в этой зоне как можно больше энергии за короткое время. Именно поэтому для электродуговой резки используют токи большой силы (десятки, сотни, а иногда и тысячи ампер), что позволяет создать мощную и стабильную дугу, способную плавить и разрезать даже толстые металлические листы.

Ответ: Ток большой силы используют для того, чтобы выделить максимальное количество теплоты в зоне реза. Согласно закону Джоуля-Ленца, количество выделяемой теплоты пропорционально квадрату силы тока, поэтому большой ток обеспечивает интенсивный и концентрированный нагрев, необходимый для быстрого плавления металла и его резки.