Номер 390, страница 62 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Электрический ток. Электрические цепи - номер 390, страница 62.

Условие.

390. Птицы могут безопасно сидеть на проводах высоковольтных линий (рис. 61). Объясните почему.

Рис. 61

Решение.

Решение

Птицы могут безопасно сидеть на проводах высоковольтных линий, потому что для поражения электрическим током необходимо наличие двух условий: достаточно высокая разность потенциалов (напряжение) и замкнутая электрическая цепь, через которую потечет ток. Когда птица сидит на одном проводе, оба этих условия не выполняются в опасной для нее мере.

1. Малая разность потенциалов. Обе лапки птицы находятся на одном и том же проводе на очень малом расстоянии друг от друга. Провод линии электропередачи сделан из материала с очень низким удельным сопротивлением, поэтому сопротивление короткого участка провода между лапками птицы ничтожно мало. Согласно закону Ома для участка цепи, падение напряжения $\text{U}$ на этом участке равно $U = I \cdot R$, где $\text{I}$ – сила тока в проводе, а $\text{R}$ – сопротивление участка. Поскольку сопротивление $\text{R}$ очень мало, разность потенциалов (напряжение) $\text{U}$ между лапками птицы также будет чрезвычайно мала, несмотря на большой ток в линии.

2. Параллельное соединение. Тело птицы и участок провода между ее лапками представляют собой параллельное соединение. Электрический ток, дойдя до птицы, разделяется: одна часть идет через провод, другая — через тело птицы. Ток всегда преимущественно течет по пути с наименьшим сопротивлением. Сопротивление тела птицы ($R_{птицы}$) составляет тысячи ом, в то время как сопротивление участка провода ($R_{провода}$) — тысячные или даже миллионные доли ома. Таким образом, $R_{птицы} \gg R_{провода}$. Из-за этой огромной разницы практически весь ток продолжает течь по проводу, а через тело птицы проходит лишь ничтожно малая его часть. Сила тока через птицу ($I_{птицы} = U / R_{птицы}$) оказывается настолько слабой, что не причиняет ей никакого вреда.

Опасность возникнет только в том случае, если птица, сидя на проводе, одновременно коснется заземленного объекта (например, металлической опоры) или другого провода с иным потенциалом. В этом случае через ее тело будет приложена полная разность потенциалов линии (тысячи вольт), что создаст смертельно опасный ток.

Ответ: Птица сидит на одном проводе, поэтому разность потенциалов между точками касания (ее лапками) ничтожно мала. Тело птицы имеет большое сопротивление по сравнению с коротким участком провода между лапками. В результате через тело птицы протекает очень слабый, безопасный для жизни ток.