Номер 15.14, страница 72 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 15. Сила тока и напряжение. Закон Ома для участка цепи - номер 15.14, страница 72.

Условие.

15.14. Почему провода делают обычно из меди или алюминия?

Решение.

Провода делают обычно из меди или алюминия из-за оптимального сочетания их физических и экономических свойств. Основные причины следующие:

1. Высокая электропроводность. Медь и алюминий являются одними из лучших проводников электрического тока среди доступных металлов. Их удельное электрическое сопротивление очень низкое: у меди ($\rho_{Cu}$) оно составляет около $1.68 \cdot 10^{-8}$ Ом·м, а у алюминия ($\rho_{Al}$) — около $2.82 \cdot 10^{-8}$ Ом·м. Чем ниже сопротивление, тем меньше потери электроэнергии на нагрев провода при передаче тока. Хотя серебро обладает еще лучшей проводимостью, оно значительно дороже, что делает его применение нецелесообразным для массового производства.

2. Доступность и стоимость. Медь и алюминий — относительно дешевые и распространенные металлы по сравнению с другими хорошими проводниками, такими как серебро или золото. Это позволяет изготавливать провода в больших объемах по экономически выгодной цене.

3. Хорошие механические свойства. Оба металла достаточно пластичны и ковки, что позволяет легко вытягивать их в тонкую проволоку нужного диаметра. Кроме того, они обладают достаточной гибкостью для удобства монтажа.

4. Плотность и вес. Алюминий почти в три раза легче меди. Это его ключевое преимущество при использовании в воздушных линиях электропередач, так как легкие провода создают меньшую нагрузку на опоры, что позволяет снизить затраты на их строительство. Несмотря на то что для той же проводимости алюминиевый провод должен быть толще медного, он все равно оказывается легче.

5. Коррозионная стойкость. Медь обладает хорошей устойчивостью к коррозии. Алюминий на воздухе быстро покрывается прочной оксидной пленкой, которая защищает его от дальнейшего разрушения.

В зависимости от конкретной задачи выбирают тот или иной металл: медь чаще применяют во внутренней проводке зданий и электронике благодаря ее большей проводимости, а алюминий — в высоковольтных линиях электропередач из-за его легкости и более низкой цены.

Ответ: Провода обычно делают из меди или алюминия, потому что эти металлы обладают высокой электропроводностью, относительно низкой стоимостью, хорошей пластичностью и устойчивостью к коррозии. Это сочетание характеристик делает их наиболее подходящими материалами для эффективной и экономически выгодной передачи электроэнергии.