Номер 3, страница 162 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава III. Постоянный электрический ток. Параграф 27. Электронагревательные приборы. Предохранители - номер 3, страница 162.

Условие.

3. Что такое короткое замыкание?

Решение.

3. Что такое короткое замыкание?

Короткое замыкание (КЗ) — это нештатный режим работы электрической цепи, возникающий в результате соединения двух или более точек с различными электрическими потенциалами (например, фазного и нулевого провода или положительного и отрицательного полюсов источника тока) через очень малое сопротивление, которое значительно меньше сопротивления нагрузки.

В нормальном режиме работы ток протекает через нагрузку (потребитель электроэнергии, например, лампочку или электродвигатель), которая обладает определенным сопротивлением и ограничивает силу тока. При коротком замыкании ток, по сути, обходит нагрузку, устремляясь по новому пути с пренебрежимо малым сопротивлением ($R \to 0$).

Согласно закону Ома для участка цепи, сила тока $\text{I}$ обратно пропорциональна сопротивлению $\text{R}$ и прямо пропорциональна напряжению $\text{U}$:

$I = \frac{U}{R}$

Когда сопротивление $\text{R}$ стремится к нулю, сила тока $\text{I}$ резко и многократно возрастает, достигая огромных значений. Этот ток называют током короткого замыкания.

Последствия короткого замыкания очень опасны:

1. Тепловое действие. Согласно закону Джоуля-Ленца, количество выделяемой теплоты $\text{Q}$ пропорционально квадрату силы тока ($Q = I^2Rt$). Огромный ток КЗ вызывает мгновенный и сильный нагрев проводников, что приводит к плавлению изоляции, самих проводов, возникновению электрической дуги и, как следствие, к пожару.

2. Электродинамическое действие. Сильные токи создают вокруг проводников мощные магнитные поля. Взаимодействие этих полей порождает значительные механические (электродинамические) силы, способные деформировать и разрушать шины, обмотки трансформаторов и другие элементы электроустановок.

3. Падение напряжения в сети. В момент КЗ происходит резкое падение напряжения в электрической сети, что нарушает работу других подключенных к ней электроприборов.

Для защиты электрических цепей от последствий короткого замыкания применяют специальные устройства: плавкие предохранители, автоматические выключатели и системы релейной защиты.

Ответ: Короткое замыкание — это соединение точек электрической цепи с разными потенциалами через пренебрежимо малое сопротивление, что приводит к резкому, многократному возрастанию силы тока и может вызвать разрушение оборудования и пожар.