Номер 4, страница 171 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

4. Каково назначение предохранителей, включаемых в сеть?

4. Предохранители, включаемые в электрическую сеть, являются защитными устройствами. Их основное назначение — защита электрической цепи и подключенных к ней приборов от повреждений, вызванных чрезмерно большим током (сверхтоком).

Резкое увеличение силы тока в сети может произойти по двум основным причинам:

• Перегрузка сети: возникает при одновременном включении в одну розетку или линию нескольких мощных электроприборов (например, чайника, микроволновой печи и обогревателя). Суммарная сила тока, потребляемая ими, может превысить значение, на которое рассчитана проводка.
• Короткое замыкание: происходит при нарушении изоляции и прямом контакте проводников с разным потенциалом (например, фазного и нулевого). Сопротивление цепи в этом случае становится очень малым, что согласно закону Ома ($I = U/R$) приводит к мгновенному и очень сильному росту силы тока.

Принцип действия наиболее простого, плавкого предохранителя основан на тепловом действии тока. Внутри его корпуса находится тонкий проводник из легкоплавкого материала, рассчитанный на определенную максимальную силу тока. Количество теплоты, которое выделяется в проводнике при прохождении через него тока, определяется законом Джоуля-Ленца:

$Q = I^2 \cdot R \cdot t$

где $Q$ — количество теплоты, $I$ — сила тока, $R$ — сопротивление проводника, а $t$ — время прохождения тока.

Когда сила тока $I$ в цепи превышает номинальное (допустимое) значение, количество выделяемой теплоты $Q$ резко возрастает. В результате легкоплавкий проводник нагревается до температуры плавления и разрывается (перегорает). Это приводит к размыканию электрической цепи, прекращая подачу тока. Таким образом, предохранитель защищает более дорогую проводку и электроприборы от повреждения и предотвращает возможный пожар из-за перегрева проводов.

Помимо одноразовых плавких предохранителей, существуют и многоразовые автоматические выключатели, которые выполняют ту же функцию, но после срабатывания их можно вернуть в рабочее состояние простым нажатием рычажка.

Ответ: Назначение предохранителей — автоматически размыкать электрическую цепь при возникновении в ней токов, превышающих допустимые значения (при перегрузке или коротком замыкании), для защиты проводки от перегрева и возгорания, а также подключенных электроприборов от выхода из строя.