Электрические… — Задание 7 Физика 8 Класс №00049820

Начнём с того, зачем предохранитель вообще нужен. Если сила тока в сети становится слишком большой, провода начинают сильно нагреваться, и может загореться изоляция. Предохранитель защищает от этого: он должен вовремя разорвать цепь.

Как он это делает? Ток нагревает любой проводник, это тепловое действие тока. Теплота считается по закону Джоуля – Ленца:

$$Q=I^2Rt$$

Заметь: сила тока стоит в квадрате, поэтому при большом токе теплоты становится намного больше. Через проволоку предохранителя идёт тот же ток, что и через всю цепь, так как она включена последовательно с остальными участками.

Значит, при перегрузке проволока быстро нагреется. Чтобы цепь разомкнулась раньше, чем опасно перегреются провода, проволока должна расплавиться при сравнительно невысокой температуре. Именно поэтому металл берут легкоплавкий.

Проверим себя сравнением. Олово плавится примерно при $232\text{ }{}^\circ\text{C}$, свинец при $327\text{ }{}^\circ\text{C}$, а медь при $1085\text{ }{}^\circ\text{C}$. Медная проволочка дожидалась бы таких температур, а изоляция проводов к тому времени уже сгорела бы.