Теоретическое исследование, страница 125 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 7. Электрический ток. Сила тока. Напряжение. Параграф 34. Конденсаторы. Вопросы - страница 125.

Условие.

Теоретическое исследование

Конденсатор $\text{C}$ с помощью переключателя $\text{S}$ может подключаться либо к источнику постоянного тока, либо к лампе накаливания (рис. 105). Если ручку переключателя $\text{S}$ поставить в положение 1, то конденсатор отключается от лампы и замыкается на источнике тока. Лампа при этом не горит. Почему? Если ручку переключателя поставить в положение 2, то лампа накаливания ярко вспыхивает. Назовите источник энергии, за счёт которого происходит вспышка.

Рис. 105

Решение.

Почему лампа не горит, когда ручка переключателя S в положении 1?

Когда переключатель S находится в положении 1, образуется цепь, состоящая из источника постоянного тока и конденсатора C. Лампа накаливания в эту цепь не включена, поэтому через нее не протекает электрический ток, и она не может гореть. В этот момент происходит процесс зарядки конденсатора: на его обкладках накапливается электрический заряд до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не станет равным напряжению источника тока. Весь процесс зарядки происходит очень быстро, и ток в этой цепи течет лишь короткое время.

Ответ: Лампа не горит, так как в положении 1 переключателя она не является частью замкнутой электрической цепи, по которой протекает ток.

Назовите источник энергии, за счёт которого происходит вспышка.

Когда ручку переключателя переводят в положение 2, источник тока отключается, и образуется новая замкнутая цепь, состоящая из заряженного в предыдущем шаге конденсатора C и лампы. Конденсатор, накопивший электрическую энергию, начинает разряжаться через лампу. Процесс разрядки представляет собой кратковременный электрический ток, протекающий через нить накала лампы. Этот ток нагревает нить до высокой температуры, что и вызывает яркую вспышку. Таким образом, источником энергии для вспышки лампы является энергия электрического поля, которая была запасена в конденсаторе во время его зарядки. Энергия заряженного конденсатора определяется формулой $W = \frac{C \cdot U^2}{2}$, где $\text{C}$ — электроёмкость конденсатора, а $\text{U}$ — напряжение, до которого он был заряжен.

Ответ: Источником энергии для вспышки лампы является заряженный конденсатор, а именно энергия его электрического поля.