Номер 2, страница 160 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

2. Объясните по рисунку 105, а, как устроен ползунковый реостат. Каково условное обозначение реостата на схеме?

1. Каково назначение реостата в электрической цепи?

Реостат — это электрический прибор, который используется в качестве переменного резистора. Его основное назначение в электрической цепи — плавная регулировка (изменение) силы тока и/или напряжения.

В соответствии с законом Ома для участка цепи, сила тока $I$ обратно пропорциональна сопротивлению $R$ при постоянном напряжении $U$ на этом участке: $I = U/R$. Изменяя сопротивление реостата, можно плавно изменять силу тока в цепи. Для увеличения силы тока сопротивление реостата уменьшают, а для уменьшения — увеличивают.

Также реостат может использоваться как делитель напряжения, позволяя получать на выходе напряжение, составляющее лишь часть от входного.

Ответ: Основное назначение реостата — плавная регулировка силы тока и напряжения в электрической цепи.

2. Объясните по рисунку 105, а, как устроен ползунковый реостат. Каково условное обозначение реостата на схеме?

Так как изображение рисунка 105, а не предоставлено, опишем общее устройство типичного ползункового реостата. Он состоит из следующих основных частей:

• Изолирующего (обычно керамического) цилиндрического каркаса.
• Проволоки с высоким удельным сопротивлением (например, нихромовой или константановой), которая плотно намотана на этот каркас.
• Металлического стержня, установленного над обмоткой параллельно ее оси.
• Ползунка — подвижного контакта, который может перемещаться вдоль стержня и скользить по виткам обмотки, обеспечивая электрическое соединение.
• Клемм (зажимов) для подключения в цепь. Обычно их три: две на концах обмотки и одна, соединенная с ползунком.

Принцип действия реостата основан на зависимости сопротивления проводника от его длины. Ток входит в одну из крайних клемм, проходит по части витков проволочной обмотки до места контакта с ползунком и выходит через клемму ползунка. Перемещая ползунок, изменяют длину активной части проволоки, по которой течет ток. Поскольку сопротивление проводника прямо пропорционально его длине ($R = \rho \frac{L}{S}$), то перемещение ползунка приводит к плавному изменению сопротивления реостата.

Условное обозначение реостата (переменного резистора) на электрических схемах представляет собой прямоугольник со стрелкой, указывающей на возможность изменения сопротивления.

Ответ: Ползунковый реостат состоит из изолирующего каркаса с намотанной на него проволокой высокого сопротивления и подвижного контакта (ползунка). Перемещение ползунка изменяет длину используемого участка проволоки, что приводит к изменению сопротивления. Условное обозначение на схеме — прямоугольник со стрелкой.

3. Почему реостаты изготавливаются из [проволоки с высоким удельным сопротивлением]?

Вопрос, вероятно, звучит так: "Почему реостаты изготавливаются из проволоки с высоким удельным сопротивлением?". Их изготавливают из таких материалов (например, сплавов нихром, константан, манганин) по следующим причинам:

• Создание большого сопротивления при компактных размерах. Сопротивление проводника рассчитывается по формуле $R = \rho \frac{L}{S}$, где $\rho$ — удельное сопротивление. Чтобы получить большое сопротивление (десятки и сотни Ом), используя проводник с низким $\rho$ (как у меди), потребовалась бы проволока огромной длины, что сделало бы прибор очень громоздким. Материалы с высоким $\rho$ позволяют создать необходимое сопротивление, используя сравнительно короткую проволоку, и сделать прибор компактным.
• Высокая термостойкость. При работе реостата в нем выделяется значительное количество теплоты ($Q = I^2Rt$). Материалы, используемые для обмотки, должны выдерживать сильный нагрев, не плавясь и не окисляясь. Нихром, например, имеет высокую температуру плавления (около 1400 °C).
• Стабильность сопротивления. Важным свойством является малый температурный коэффициент сопротивления. Это означает, что сопротивление материала незначительно изменяется при нагреве, что обеспечивает стабильную и предсказуемую работу реостата в различных тепловых режимах.

Ответ: Реостаты изготавливают из материалов с высоким удельным сопротивлением, чтобы получить значительное сопротивление при компактных размерах прибора, а также потому, что эти материалы способны выдерживать сильный нагрев и сохранять стабильность своего сопротивления при изменении температуры.