Номер 4, страница 178 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

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

Степень нагревания элементов электроплит регулируется путем изменения количества теплоты, выделяемого нагревательным элементом в единицу времени, то есть изменением его электрической мощности. Согласно закону Джоуля-Ленца, количество выделяемой теплоты $Q$ можно рассчитать по формуле $Q = I^2 \cdot R \cdot t$, где $I$ — сила тока, $R$ — сопротивление, а $t$ — время. Мощность $P$, то есть скорость выделения тепла, связана с напряжением сети $U$ и сопротивлением $R$ как $P = \frac{U^2}{R}$. Поскольку напряжение $U$ в бытовой сети постоянно, регулировать мощность нагрева можно, изменяя параметры цепи. На практике это достигается двумя основными способами.

Первый способ — ступенчатое изменение сопротивления. Нагревательный элемент (конфорка) часто состоит из нескольких секций (спиралей). Специальный многопозиционный переключатель позволяет соединять эти секции по-разному. Для получения максимального нагрева секции соединяют параллельно. При таком соединении общее сопротивление цепи минимально, что согласно формуле $P = U^2/R$ дает максимальную мощность. Для слабого нагрева секции соединяют последовательно. Общее сопротивление при этом становится максимальным, а мощность — минимальной. Промежуточные положения переключателя обеспечивают другие уровни мощности, включая, например, только одну из секций.

Второй способ — импульсная регулировка мощности. Он используется в плитах с плавной регулировкой. Специальное устройство, терморегулятор, периодически включает и выключает нагревательный элемент, который при включении всегда работает на полную мощность. Регулировка происходит за счет изменения соотношения времени, когда элемент включен, и времени, когда он выключен. Для сильного нагрева элемент работает дольше, а для слабого — включается лишь на короткие промежутки времени. Таким образом, изменяется средняя мощность, подводимая к конфорке, что и позволяет плавно регулировать температуру.

Ответ:

Регулировка степени нагрева элементов электроплит достигается за счет изменения их электрической мощности. Это делается либо ступенчато, путем изменения общего сопротивления нагревательного элемента (переключением его секций с последовательного на параллельное соединение и наоборот), либо плавно, с помощью терморегулятора, который периодически включает и выключает элемент, тем самым изменяя среднюю мощность, подводимую к нему за единицу времени.