Номер 14.27, страница 68 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 14. Электрический ток. Действия электрического тока - номер 14.27, страница 68.

Условие.

14.27. В каких устройствах используют тепловое действие тока? магнитное действие?

Решение.

Тепловое действие тока

Тепловое действие тока — это явление нагревания проводника при прохождении через него электрического тока. Оно объясняется тем, что движущиеся под действием электрического поля электроны сталкиваются с ионами кристаллической решетки проводника, передавая им часть своей энергии. В результате внутренняя энергия проводника увеличивается, и он нагревается. Количество теплоты, выделяемое в проводнике, определяется законом Джоуля-Ленца:

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

где $\text{Q}$ — количество теплоты, $\text{I}$ — сила тока, $\text{R}$ — сопротивление проводника, $\text{t}$ — время прохождения тока. Этот эффект используется в устройствах, основная функция которых — нагрев или освещение.

Примеры устройств, использующих тепловое действие тока:

• Электронагревательные приборы: электрические плиты, духовки, чайники, утюги, паяльники, обогреватели всех типов (масляные, конвекторы, тепловентиляторы), водонагреватели (бойлеры), фены.
• Осветительные приборы: лампы накаливания, в которых вольфрамовая нить раскаляется до яркого свечения.
• Защитные устройства: плавкие предохранители, которые разрывают цепь при превышении допустимого тока за счет расплавления тонкой проволоки.

Ответ: Тепловое действие тока используется в различных электронагревательных приборах (электроплиты, чайники, утюги, обогреватели), в лампах накаливания и в плавких предохранителях.

Магнитное действие

Магнитное действие тока заключается в том, что вокруг любого проводника с током возникает магнитное поле. Это фундаментальное свойство электрического тока. Магнитное поле, созданное током, может взаимодействовать с другими магнитными полями (созданными другими токами или постоянными магнитами), что приводит к возникновению силы, действующей на проводники. Это явление лежит в основе работы устройств, преобразующих электрическую энергию в механическую, и наоборот, а также многих других приборов.

Примеры устройств, использующих магнитное действие тока:

• Электрические двигатели: преобразуют электрическую энергию в механическую энергию вращения.
• Электрогенераторы: выполняют обратное преобразование — механическую энергию в электрическую.
• Электромагниты: катушки с сердечником, создающие сильное магнитное поле при прохождении тока. Они являются ключевым элементом в таких устройствах, как:
  • электромагнитные реле (для коммутации цепей);
  • электрические звонки и зуммеры;
  • грузоподъемные электромагниты на кранах;
  • электромагнитные замки.
• Трансформаторы: используются для повышения или понижения напряжения переменного тока.
• Звуковоспроизводящие устройства: динамики, громкоговорители, наушники.
• Измерительные приборы: стрелочные амперметры и вольтметры электромагнитной и магнитоэлектрической систем.

Ответ: Магнитное действие тока используется в электродвигателях, генераторах, трансформаторах, электромагнитах (в реле, звонках, подъемных кранах), динамиках, а также в измерительных приборах.