Global EE

Электрические… — Задание 7 Физика 8 Класс №00049818

Задание №7. Распознавание Физических Явлений

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.

Ответ

На тепловом действии тока: при коротком замыкании сопротивление цепи резко падает, сила тока сильно растёт, в проволочке выделяется много теплоты ($Q=I^2Rt$), и она нагревается до температуры плавления.