Номер 4, страница 181 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Вопросы после параграфа. § 49. Короткое замыкание. Предохранители. Глава 2. Электрические явления - номер 4, страница 181.

4. Каково назначение предохранителей, включаемых в цепь?

4. Предохранитель — это коммутационное устройство, предназначенное для защиты электрической цепи и подключённых к ней устройств от повреждений, вызванных протеканием чрезмерно большого тока (сверхтока).

Основная задача предохранителя — разорвать (разомкнуть) цепь, если ток в ней превысит безопасное значение. Это необходимо для предотвращения двух основных опасных ситуаций:

1. Перегрузка. Возникает, когда к цепи подключено слишком много электроприборов или один из приборов неисправен и потребляет ток, превышающий номинальный для данной цепи. Это приводит к постепенному, но опасному нагреву проводов. Согласно закону Джоуля-Ленца, количество выделяемой теплоты $Q$ пропорционально квадрату силы тока $I$, времени его протекания $t$ и сопротивлению проводника $R$: $Q = I^2Rt$. При перегрузке повышенный ток вызывает сильный нагрев, который может расплавить изоляцию проводов и стать причиной пожара. Предохранитель, рассчитанный на определённый ток, перегорает раньше, чем температура проводки достигнет критического значения.

2. Короткое замыкание (КЗ). Это состояние, при котором происходит соединение проводников с разными потенциалами (например, фазы и нуля) через очень низкое сопротивление. В результате сила тока в цепи мгновенно возрастает до огромных значений, многократно превышающих номинальные. Такой скачок тока способен мгновенно расплавить провода, разрушить электроприборы и вызвать возгорание. Предохранитель в случае КЗ срабатывает практически мгновенно, размыкая цепь и предотвращая катастрофические последствия.

Конструктивно предохранитель содержит тонкую металлическую нить (плавкую вставку) из легкоплавкого материала (например, сплава свинца с оловом). Эта нить является самым слабым элементом в цепи. Когда ток превышает номинал предохранителя, нить нагревается, плавится и разрывается, тем самым прекращая подачу тока. Важно отметить, что предохранитель является одноразовым устройством и после срабатывания требует замены на новый с таким же номиналом.

Ответ: Назначение предохранителей — автоматическое размыкание электрической цепи для защиты её компонентов, электроприборов и проводки от повреждения, а также для предотвращения пожара при возникновении сверхтоков, вызванных перегрузкой или коротким замыканием.