Новогодняя ёлка украшена гирляндой электрических лампочек,соединённых последовательно.Одна из лампочек перегорела.Её выбросили и снова составили цепь.Изменилось ли общее количество света даваемое гирляндой ? Семён :В комнате станет темнее,ведь лампочек стало меньше.Олег :Комната будет освещена сильнее-ведь каждая лампочка будет гореть ярче.Аркадий : Освещённость комнаты не изменится.Кто прав ?
тэги:
физика
категория:
образование
ответить
комментировать
в избранное
бонус
3 ответа:
старые выше
новые выше
по рейтингу
2
Rafail
[104K]
1 день назад
Введём необходимые ограничения и уточнения. Во-первых, в гирлянде используются лампочки накаливания. Во-вторых, сопротивление проводов на участке от подстанции до Вашей гирлянды несопоставимо меньше суммарного сопротивления, поэтому оно не скажется на поступающем на гирлянду напряжении.
Первоначально в гирлянде было n лампочек (сопротивление каждой r ом), потом стало (n-1) лампочек. Суммарное сопротивление гирлянды уменьшилось с r*n до r*(n-1) ом. Суммарная мощность, выделяемая на всей гирлянде (если рассматривать её как единичный элемент) вначале была U^2/(r*n), потом стала U^2/(r*(n-1)), т.е. увеличилась в n/(n-1) раз. Но теперь эта увеличенная мощность идет на нагревание не n, а (n-1) спирали, поэтому температура спиралей всех лампочек повысится. Правда при этом увеличится и сопротивление лампочек, но всё равно, тепловой баланс лампочек установится при более высокой температуре. А чем выше температура, тем большая доля мощности выделяется в видимой части спектра электромагнитных волн (в определённых пределах). Поэтому гирлянда из (n-1) лампочки даст больше света, чем гирлянда из n лампочек, если какая-то из лампочек не перегорит.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить
1
Nasos
[15.2K]
1 день назад
Абстрагируюсь от ёлки с гирляндой и немного от физики с её электрическими законами, коих немного со школы подзабыл. Остановлюсь на быте.
Вот вкручиваю в патрон лампочку на 25Вт. Тускло в комнате. Но такая лампочка годится лишь в настольную лампу. Лампочка в 40Вт сработала чуть лучше, но всё равно мало. 75Вт, 100Вт — всё лучше и лучше — светлее.
Чем лампочка в 25Вт принципиально отличается от лампочки в 100Вт? Своим сопротивлением. Оно у неё больше. Ага, грубо, сопротивление = освещённость.
А что с гирляндой? Одну перегоревшую лампочку с её патроном удалили из цепи. Сопротивление всей гирлянды уменьшилось. Вот и ответ — прав Семён. Вроде всё правильно. Но какое-то смутное ощущение — что-то упустил — осталось.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить
1
Сергей Викторович Захаров
[635]
1 день назад
Прав скорее всего Аркадий. Сколько убыло в одном, столько прибыло в другом. Лампочки лампочками а наряжение электрического тока на розетке не изменилось, изменилось сопротивление (умещилось), а значит сила тока увеличилась в результате работа на выходе приблизительно одна и таже.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить