Question

Вакуумные лампочки накаливания имеют весьма ограниченный срок службы - в конце своей жизни они перегорают, при чем случается это, как правило, в момент включения в сеть. Объясните указанные факты, указав, какие физические явления и законы Вы использовали

Answer 1

Фактов, как я понял 2. 1. Вакуум сокращает срок службы. 2. Перегорание в момент включения цепи. В момент выключения, кстати, происходит то же самое. Первое. Любое вещество, даже твердое (при этом, правда, физики называют испарение сублимацией, испаряется. Количество испаренных молекул (атомов зависит от температуры и от давления среды, в которой находится тело. Чем больше температура - тем больше количество испаренных молекул (атомов). Чем меньше давление среды - тем больше количество испаренных молекул. То есть нагретый до высоких температур нить накаливания очень быстро расходуется, становится тонким и быстро перегорает, так как при прежнем напряжении, увеличивается сопротивление (меньше площадь сечения) и, значит, температура работы. Вторая немного сложнее. В момент разрыва цепи (включения или включения, действуют несколько характеристик, влияющих на срок службы и все они приводят к росту напряжения, а значит тока. Не знаю, изучают ли в в 5-9 классах эти явления. Просто скажу о них. Первое - на контактах выключателя появляется электрическая дуга, что приводит очень быстрому, хотя и кратковременному росту тока, значит перегрева нити накаливания. Вторая причина лучше работает если в цепи есть индуктивности (катушки), например, волосок нити накаливания, скрученный в спираль. Тогда имеется явление, называемое самоиндукцией. Если просто, то оно, как и дуга, препятствует изменению тока и напряжения в цепи. Правда, при этом не соразмеряет изменения. Примерно так.