Задание №13 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем способ соединения бытовых приборов и соответствующие физические закономерности.

1. Тип соединения. В бытовую электрическую сеть все потребители (холодильник, мясорубка, лампы и т.д.) включаются параллельно. Это делается для того, чтобы каждый прибор работал под одним и тем же стандартным напряжением $U = 220 \text{ В}$, и отключение одного прибора не разрывало цепь для других.

2. Общее сопротивление цепи. При параллельном соединении проводников общая проводимость цепи равна сумме проводимостей отдельных ветвей. Формула для общего сопротивления $R_{\text{общ}}$ при двух включённых приборах:
$\frac{1}{R_{\text{общ1}}} = \frac{1}{R_{\text{хол}}} + \frac{1}{R_{\text{мяс}}}$.
Если мы выключаем мясорубку, в цепи остаётся только один потребитель — холодильник. Тогда новое общее сопротивление станет равным сопротивлению холодильника:
$R_{\text{общ2}} = R_{\text{хол}}$.
Математически известно, что при параллельном соединении общее сопротивление всегда меньше самого маленького из сопротивлений ветвей. Следовательно, при уменьшении количества параллельно включённых потребителей общее сопротивление цепи увеличивается (цифра 1).

3. Общая потребляемая мощность. Мощность тока в цепи при постоянном напряжении $U$ рассчитывается по формуле:
$P = \frac{U^2}{R_{\text{общ}}}$.
Так как напряжение в сети $U$ поддерживается постоянным, а общее сопротивление $R_{\text{общ}}$, как мы выяснили выше, при выключении прибора увеличивается, то общая мощность $P$ будет уменьшаться (цифра 2).
С житейской точки зрения это логично: чем меньше приборов работает, тем меньше электроэнергии расходуется в единицу времени.

Таким образом:
Общее сопротивление цепи — увеличится (1).
Общая потребляемая мощность — уменьшится (2).

Ответ: 12

Источник: ФИПИ