Номер 5, страница 156 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

5. Как соединены лампы в люстре? Обоснуйте свой ответ.

5. Решение

Лампы в люстре соединены параллельно. Это обусловлено несколькими практическими и физическими причинами:

1. Надежность и удобство. При параллельном соединении все элементы (лампы) подключены к одной и той же паре точек цепи, образуя разветвления. Благодаря этому, если одна из ламп перегорит (её нить накала разорвется), то электрический ток перестанет течь только через эту ветвь. Остальные ветви с исправными лампами останутся замкнутыми, и эти лампы продолжат светить. Если бы лампы были соединены последовательно, то перегорание одной из них привело бы к разрыву всей цепи, и все лампы в люстре погасли бы одновременно.

2. Рабочее напряжение. Все бытовые лампы рассчитаны на стандартное напряжение электрической сети (в России это 220 В). При параллельном соединении напряжение на каждом потребителе равно напряжению источника тока:

$U = U_1 = U_2 = ... = U_n$

Это означает, что каждая лампа в люстре получает полное напряжение сети 220 В и работает в своем номинальном режиме, то есть светит с максимальной яркостью. При последовательном соединении напряжение сети распределялось бы между всеми лампами:

$U = U_1 + U_2 + ... + U_n$

Например, если бы в люстре было 4 одинаковые лампы, то на каждую пришлось бы лишь $220 \text{ В} / 4 = 55 \text{ В}$. При таком низком напряжении лампы накаливания светили бы очень тускло или не загорелись бы вовсе.

3. Постоянство яркости. При параллельном соединении добавление или удаление одной лампы (например, если в люстре на 5 патронов вкрутить только 3 лампы) не меняет напряжение на остальных лампах. Следовательно, их яркость остается неизменной. При последовательном соединении изменение количества ламп привело бы к изменению общего сопротивления цепи и перераспределению напряжения, что повлияло бы на яркость всех ламп.

По этим причинам для бытовых осветительных приборов, где используется несколько ламп, всегда применяется параллельное соединение.

Ответ: Лампы в люстре соединены параллельно. Обоснование: во-первых, при перегорании одной лампы остальные продолжают работать; во-вторых, каждая лампа получает полное напряжение сети, необходимое для работы с номинальной мощностью и яркостью.