Электрические… — Задание 7 Физика 8 Класс №00049818
Электрические Явления
№2. Задание 7
ID: 00049818
В квартире после короткого замыкания погас электрический свет. При осмотре предохранителя электрик обнаружил, что проволочка внутри него оплавилась и разомкнула электрическую цепь. На каком действии электрического тока основано устройство этого предохранителя? Объясните, почему проволочка расплавилась.
Источник: ВПР 2025
Решение
Тут два вопроса, разберём их по очереди. Сначала о том, что сделал ток. Металл стал жидким, а для этого его нужно сильно нагреть. Значит, предохранитель основан на тепловом действии тока.
Теперь почему проволочка расплавилась именно сейчас. Смотри, что такое короткое замыкание: провода соединились напрямую, минуя лампы и приборы. Сопротивление всей цепи резко упало.
Напряжение в сети осталось прежним, поэтому по закону Ома сила тока сильно выросла:
$$I=\dfrac{U}{R}$$
Количество теплоты, которое выделяется в проволочке, определяет закон Джоуля – Ленца:
$$Q=I^2Rt$$
Сила тока стоит в квадрате: если ток вырос, например, в $10$ раз, теплоты за то же время станет в $100$ раз больше. Проволочка нагрелась до температуры плавления и расплавилась, цепь разомкнулась, и свет погас.
Почему пострадала именно она, а не провода в стене? Предохранитель делают из тонкой проволочки легкоплавкого металла. Она тонкая, поэтому сопротивление на единицу длины у неё больше, и греется она сильнее. А плавится при температуре гораздо ниже, чем медь проводов. Так и задумано.