Номер 471, страница 73 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Электрическое сопротивление проводников - номер 471, страница 73.

Условие.

471. Почему реостаты изготавливают из проволоки с большим удельным сопротивлением? В чём недостаток реостата с обмоткой из медной проволоки?

Решение.

Почему реостаты изготавливают из проволоки с большим удельным сопротивлением?
Реостат — это прибор, предназначенный для регулирования силы тока в электрической цепи путем изменения ее сопротивления. Сопротивление $\text{R}$ проводника зависит от его длины $\text{l}$, площади поперечного сечения $\text{S}$ и удельного сопротивления материала $\rho$ по формуле: $R = \rho \frac{l}{S}$. Основная задача при конструировании реостата — получить достаточно большое максимальное сопротивление при приемлемых габаритах (длине и толщине проволоки). Из формулы видно, что для получения большого сопротивления $\text{R}$ при компактных размерах (не слишком большой длине $\text{l}$ и не слишком малой площади сечения $\text{S}$) необходимо использовать материал с высоким удельным сопротивлением $\rho$. Если бы удельное сопротивление было низким, для создания нужного сопротивления потребовалась бы очень длинная или очень тонкая проволока, что сделало бы прибор громоздким, ненадежным и дорогим. Поэтому для обмоток реостатов применяют специальные сплавы, такие как нихром или константан, которые обладают высоким удельным сопротивлением.
Ответ: Реостаты изготавливают из проволоки с большим удельным сопротивлением для того, чтобы получить значительное сопротивление при относительно небольшой длине и достаточной толщине проволоки, делая прибор компактным и надежным.

В чём недостаток реостата с обмоткой из медной проволоки?
Медь является отличным проводником и имеет очень низкое удельное сопротивление. Использование медной проволоки для изготовления реостата имеет несколько существенных недостатков.
Во-первых, из-за низкого удельного сопротивления меди для получения сколько-нибудь значительного сопротивления потребуется проволока огромной длины. Это приведёт к созданию очень громоздкого и непрактичного устройства, а при разумных размерах реостат будет иметь очень малый диапазон регулировки сопротивления.
Во-вторых, медь имеет значительный температурный коэффициент сопротивления. Это означает, что при прохождении тока проволока будет нагреваться (согласно закону Джоуля-Ленца), и её сопротивление будет заметно увеличиваться. Это сделает работу реостата нестабильной и непредсказуемой, так как его сопротивление будет зависеть не только от положения ползунка, но и от силы тока и времени работы.
Ответ: Главный недостаток реостата из медной проволоки заключается в том, что из-за низкого удельного сопротивления меди для получения значительного сопротивления потребуется очень длинная проволока, что делает прибор громоздким. Кроме того, сопротивление меди сильно зависит от температуры, что приводит к нестабильной работе реостата.