Номер 4, страница 170 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

4. Степень нагревания элементов электроплит может регулироваться. Как этого достигают?

Решение

Степень нагрева элементов электроплиты регулируется путем изменения количества теплоты, выделяемого нагревательным элементом в единицу времени, то есть изменением его электрической мощности. Мощность тока $P$ в нагревательном элементе зависит от напряжения в сети $U$ и сопротивления элемента $R$ и выражается формулой:

$P = \frac{U^2}{R}$

Поскольку напряжение в бытовой электросети $U$ является практически постоянной величиной, для регулировки мощности $P$ и, соответственно, степени нагрева, необходимо изменять общее сопротивление $R$ нагревательного элемента.

В традиционных электроплитах этого достигают за счет того, что каждая конфорка содержит несколько (обычно две) отдельных нагревательных спирали. Многопозиционный переключатель позволяет соединять эти спирали в различных комбинациях:

При последовательном соединении спиралей их общее сопротивление становится максимальным, так как оно равно сумме сопротивлений отдельных спиралей: $R_{общ} = R_1 + R_2$. Согласно формуле, максимальное сопротивление соответствует минимальной мощности и самому слабому нагреву.

При параллельном соединении спиралей их общее сопротивление становится минимальным. Величина, обратная общему сопротивлению, равна сумме обратных величин сопротивлений спиралей: $\frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$. Минимальное сопротивление обеспечивает максимальную мощность и самый сильный нагрев.

Также переключатель может включать только одну из спиралей, что дает промежуточные уровни мощности и нагрева.

Таким образом, поворачивая ручку переключателя, пользователь изменяет схему подключения спиралей, что приводит к изменению общего сопротивления конфорки и, как следствие, к изменению выделяемой мощности и температуры нагрева.

Ответ:

Регулирование степени нагрева элементов электроплит достигается путем изменения их общего электрического сопротивления. В конфорку встроено несколько нагревательных спиралей, которые с помощью переключателя можно соединять по-разному. Для слабого нагрева спирали соединяют последовательно, что увеличивает общее сопротивление и уменьшает мощность. Для сильного нагрева спирали соединяют параллельно, что уменьшает общее сопротивление и увеличивает мощность. Промежуточные режимы нагрева достигаются включением только одной из спиралей.