Номер 3, страница 54, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 6. Характеристики электрических цепей. Параграф 59. Расчёт сопротивления проводника. Вопросы и задания - номер 3, страница 54.

Условие.

3. Почему при изготовлении реостатов используют материалы с большим удельным сопротивлением? Назовите недостатки реостата, которые возникают, если его обмотку сделать из медной проволоки.

Решение.

Почему при изготовлении реостатов используют материалы с большим удельным сопротивлением?

Реостат — это прибор, предназначенный для регулирования силы тока в электрической цепи путем изменения ее сопротивления. Сопротивление проводника $\text{R}$ определяется по формуле:
$R = \rho \frac{l}{S}$
где $\rho$ — удельное сопротивление материала, $\text{l}$ — длина проводника, а $\text{S}$ — площадь его поперечного сечения.
Из формулы видно, что для получения большого сопротивления $\text{R}$ необходимо использовать проводник с большим удельным сопротивлением $\rho$, большой длины $\text{l}$ или малой площади поперечного сечения $\text{S}$.
Использование очень длинного проводника сделало бы реостат громоздким. Использование очень тонкого проводника (малая площадь $\text{S}$) привело бы к его перегреву и перегоранию даже при небольших токах. Поэтому наиболее рациональным решением является использование материала с высоким удельным сопротивлением ($\rho$). Это позволяет создать реостат с нужным диапазоном сопротивлений, который будет иметь компактные размеры и сможет выдерживать значительные токовые нагрузки.
Ответ: Материалы с большим удельным сопротивлением используют для того, чтобы реостат имел достаточно большое сопротивление при относительно небольших размерах (длине и толщине проволоки), что делает его компактным и практичным.

Назовите недостатки реостата, которые возникают, если его обмотку сделать из медной проволоки.

Медь обладает очень низким удельным сопротивлением ($\rho_{меди} \approx 1.7 \cdot 10^{-8} \text{ Ом} \cdot \text{м}$). Если изготовить обмотку реостата из медной проволоки, возникнут следующие недостатки:

1. Громоздкость. Чтобы получить сколько-нибудь значительное сопротивление, пришлось бы использовать очень длинную медную проволоку. Такой реостат был бы очень большим и неудобным в использовании.

2. Нестабильность сопротивления. Сопротивление меди заметно зависит от температуры (у нее относительно высокий температурный коэффициент сопротивления). При прохождении тока по реостату он будет нагреваться (согласно закону Джоуля-Ленца), что приведет к увеличению его сопротивления. В результате сопротивление реостата будет меняться в процессе работы, что недопустимо для измерительного или регулирующего прибора, требующего стабильности параметров.
Ответ: Основными недостатками реостата из медной проволоки являются его большие размеры (из-за низкого удельного сопротивления меди) и нестабильность сопротивления, которое будет сильно изменяться при нагреве реостата током.