Номер 690, страница 107 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Закон Джоуля—Ленца - номер 690, страница 107.

Условие.

690. Иногда параллельно предохранителю ставят сигнальную лампочку (рис. 141). Почему лампочка загорится только тогда, когда предохранитель сработал (перегорел)?

Рис. 141

Решение.

Данная схема состоит из двух параллельно соединенных элементов: плавкого предохранителя и сигнальной лампочки. Поведение тока в такой цепи зависит от состояния предохранителя.

1. Предохранитель исправен
Когда предохранитель исправен, он представляет собой проводник с очень малым электрическим сопротивлением ($R_{пред}$), близким к нулю. Сигнальная лампочка, в свою очередь, имеет значительно большее сопротивление ($R_{ламп}$). При параллельном соединении ток разветвляется, и большая его часть идет по пути с наименьшим сопротивлением. Поскольку $R_{пред} \ll R_{ламп}$, практически весь ток протекает через предохранитель. Через лампочку идет очень малый ток, которого недостаточно для разогрева нити накала, поэтому лампочка не горит.

2. Предохранитель сработал (перегорел)
Когда из-за перегрузки или короткого замыкания предохранитель перегорает, проводник внутри него плавится, и в этой ветви цепи возникает разрыв. Сопротивление этой ветви становится бесконечно большим ($R_{пред} \rightarrow \infty$). Теперь для электрического тока остается единственный путь – через параллельно подключенную сигнальную лампочку. Весь ток, который раньше шел через предохранитель, теперь вынужден протекать через лампочку. Этот ток оказывается достаточным для того, чтобы нить накала лампы раскалилась, и она загорелась, сигнализируя о неисправности.

Ответ: Лампочка загорается только тогда, когда предохранитель перегорает, потому что в этом случае цепь в ветви с предохранителем разрывается. Весь ток направляется по единственному оставшемуся пути — через лампочку, заставляя ее светиться. При исправном предохранителе его сопротивление ничтожно мало, и ток идет в обход лампочки.