Номер 3, страница 81, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 6. Характеристики электрических цепей. Параграф 67. Короткое замыкание. Предохранители. Вопросы и задания - номер 3, страница 81.

Условие.

3. Объясните, почему в предохранителях используется проволока из легкоплавких металлов.

Решение.

Принцип действия плавкого предохранителя основан на тепловом действии электрического тока. Основной его частью является тонкая проволока, которая включается в электрическую цепь последовательно.

Количество теплоты, которое выделяется в проводнике при прохождении по нему тока, описывается законом Джоуля–Ленца:

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

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

При возникновении в цепи короткого замыкания или перегрузки сила тока $\text{I}$ резко возрастает. Согласно формуле, это приводит к значительному увеличению количества выделяемой теплоты $\text{Q}$. В результате проводник, по которому течет ток, сильно нагревается.

Проволока в предохранителе специально изготавливается из легкоплавкого металла (например, свинца или олова). У таких металлов низкая температура плавления. Это необходимо для того, чтобы при резком возрастании тока проволока предохранителя нагрелась до температуры плавления и расплавилась (перегорела) быстрее, чем успеют перегреться и повредиться провода основной цепи (обычно медные, более тугоплавкие) и подключенные к ней электроприборы.

Таким образом, предохранитель является "слабым звеном", которое размыкает цепь при опасном увеличении силы тока, предотвращая поломку оборудования и возможное возгорание.

Ответ: Проволока из легкоплавких металлов используется в предохранителях, чтобы при превышении допустимой силы тока она быстро расплавилась под действием выделяемого тепла и разомкнула электрическую цепь. Это позволяет защитить более дорогие компоненты цепи и проводку от повреждения из-за перегрева.