Номер 30, страница 134, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Электромагнитные явления. Параграф 23. Магнитные взаимодействия. Магнитное поле - номер 30, страница 134.

Условие.

30. На рисунке 23.21 изображена схема устройства для автоматического включения и выключения уличного освещения. При этом используется то, что сопротивление фоторезистора уменьшается при увеличении освещённости. Объясните, как действует данное устройство.

Рис. 23.21

Решение.

Решение

На схеме изображены две электрические цепи: управляющая и исполнительная (силовая). Управляющая цепь состоит из источника постоянного тока, последовательно соединенных с ним фоторезистора и обмотки электромагнитного реле. Исполнительная цепь включает в себя контакты этого реле, источник переменного тока (сеть) и группу параллельно подключенных ламп освещения.

Работа устройства основана на свойстве фоторезистора изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от интенсивности падающего на него света.

В светлое время суток (днем)

Фоторезистор освещен дневным светом. Согласно условию, при увеличении освещенности его сопротивление ($R_{фр}$) уменьшается. В результате общее сопротивление управляющей цепи становится малым, и по закону Ома для полной цепи сила тока в ней, $I = \frac{\mathcal{E}}{R_{фр} + R_{реле}}$, становится достаточно большой. Этот ток, проходя через обмотку электромагнитного реле, создает сильное магнитное поле, которое притягивает якорь реле. При этом контакты в исполнительной (силовой) цепи размыкаются, прекращая подачу тока к лампам. Лампы уличного освещения гаснут.

В темное время суток (ночью)

С наступлением темноты освещенность фоторезистора падает, и его сопротивление ($R_{фр}$) резко возрастает. Общее сопротивление управляющей цепи становится очень большим, и сила тока в ней значительно уменьшается. Магнитное поле, создаваемое обмоткой реле, ослабевает настолько, что уже не может удерживать якорь. Якорь под действием пружины (или силы тяжести) возвращается в исходное положение, и контакты в исполнительной цепи замыкаются. Цепь питания ламп замыкается, и они загораются.

Таким образом, данное устройство обеспечивает автоматическое включение уличного освещения при наступлении темноты и его выключение с рассветом.

Ответ:

В дневное время суток сопротивление фоторезистора мало из-за высокой освещенности, что приводит к возникновению сильного тока в управляющей цепи. Этот ток активирует электромагнитное реле, которое размыкает цепь с лампами, и свет выключается. С наступлением темноты освещенность падает, сопротивление фоторезистора сильно возрастает, ток в управляющей цепи ослабевает. Электромагнитное реле перестает действовать, его контакты замыкают цепь с лампами, и уличное освещение включается.