Номер 9, страница 142 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

9. На чем основан принцип работы электрического автомата?

9. На чем основан принцип работы электрического автомата?

Принцип работы электрического автомата (автоматического выключателя) основан на двух основных физических явлениях, вызываемых электрическим током: тепловом и электромагнитном. В автомате, как правило, совмещены два расцепителя, каждый из которых реагирует на свой тип нештатной ситуации в цепи.

1. Тепловой расцепитель. Он предназначен для защиты от токов перегрузки, когда ток в цепи длительное время превышает номинальное (расчетное) значение. Основным элементом является биметаллическая пластина, состоящая из двух сваренных по всей длине металлов с разными коэффициентами теплового расширения. При протекании тока выше номинального пластина нагревается согласно закону Джоуля-Ленца ($Q = I^2Rt$). Из-за разного расширения металлов она изгибается и, достигнув определённого изгиба, воздействует на спусковой механизм, размыкая силовые контакты автомата. Этот процесс является инерционным (относительно медленным), что позволяет избежать ложных срабатываний при кратковременных пусковых токах, например, при включении электродвигателя.

2. Электромагнитный расцепитель. Он служит для защиты от токов короткого замыкания, которые во много раз превышают номинальный ток. Этот расцепитель представляет собой соленоид (катушку с сердечником), включенный последовательно в защищаемую цепь. При резком и очень большом возрастании тока (при коротком замыкании) создаваемое катушкой мощное магнитное поле мгновенно втягивает сердечник (якорь). Сердечник, в свою очередь, воздействует на механизм расцепления, что приводит к почти мгновенному размыканию цепи. Это обеспечивает быструю защиту проводки и подключенного оборудования от повреждения.

Таким образом, электрический автомат обеспечивает комплексную защиту, используя тепловое действие тока для защиты от перегрузок и магнитное действие — для защиты от коротких замыканий.

Ответ: Принцип работы электрического автомата основан на тепловом и электромагнитном действиях электрического тока. Тепловой расцепитель на основе биметаллической пластины защищает от перегрузок, а электромагнитный расцепитель на основе соленоида — от токов короткого замыкания.

10. В чем недостаток плавкого предохранителя?

Плавкий предохранитель — это простое и надёжное устройство защиты, в котором при превышении допустимого тока плавится специальный легкоплавкий элемент (проволока или пластина), тем самым разрывая электрическую цепь. Несмотря на эти достоинства, он имеет один существенный недостаток, из-за которого в современных бытовых сетях его практически полностью вытеснили автоматические выключатели.

Основной недостаток плавкого предохранителя заключается в том, что он является одноразовым устройством. После срабатывания (перегорания) плавкая вставка разрушается, и для восстановления работы электросети предохранитель необходимо заменить на новый. Это создаёт ряд неудобств: во-первых, требуется всегда иметь под рукой запасные предохранители соответствующего номинала. Во-вторых, сам процесс замены требует больше времени и действий, чем простое включение рычажка на автоматическом выключателе. В-третьих, существует опасность установки нештатного предохранителя (с завышенным номиналом) или самодельной перемычки («жучка»), что лишает цепь защиты и может привести к повреждению электроприборов или пожару.

Ответ: Главный недостаток плавкого предохранителя — его одноразовость. После срабатывания его необходимо заменять на новый, что неудобно и требует наличия запасных элементов правильного номинала.