Номер 3, страница 60, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 7. Постоянный электрический ток. Параграф 52. Закон Джоуля — Ленца. Электрические нагревательные приборы - номер 3, страница 60.

Условие.

3. Почему в плавких предохранителях используют проволоки, изготовленные из легкоплавких материалов?

Решение.

Плавкие предохранители предназначены для защиты электрических цепей от перегрузок по току и коротких замыканий. Их работа основана на тепловом действии электрического тока.

Согласно закону Джоуля — Ленца, количество теплоты $\text{Q}$, выделяющееся в проводнике при прохождении через него электрического тока, прямо пропорционально квадрату силы тока $\text{I}$, сопротивлению проводника $\text{R}$ и времени прохождения тока $\text{t}$:

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

Когда сила тока в цепи превышает номинальное (безопасное) значение, количество выделяемой теплоты в проволоке предохранителя резко возрастает. Эта проволока является самым слабым звеном в цепи. Она должна расплавиться и разорвать цепь раньше, чем избыточный ток повредит защищаемое оборудование или вызовет перегрев и возгорание изоляции проводов.

Для этого и используют проволоки из легкоплавких материалов (например, сплавов свинца с оловом). У таких материалов низкая температура плавления. Это гарантирует, что при возникновении перегрузки проволока предохранителя достигнет температуры плавления и перегорит очень быстро, обесточив цепь до того, как температура остальных, более тугоплавких элементов (например, медных проводов) достигнет критических значений.

Если бы использовался тугоплавкий материал, то к моменту его расплавления защищаемые приборы и проводка уже могли бы выйти из строя или загореться.

Ответ: Проволоки в плавких предохранителях изготавливают из легкоплавких материалов, чтобы при резком увеличении силы тока они быстро нагревались, плавились и размыкали электрическую цепь. Это позволяет предотвратить повреждение электроприборов и возгорание проводки, так как предохранитель срабатывает раньше, чем другие элементы цепи успевают перегреться до опасных температур.