2017-11-12
Три лампы, на которых написано: 220 в — 60 вт, 220 в—150 вт, 220 в — 150 вт, включены в городскую сеть, как показано на рисунке. При этом нижние две лампы не горят, а верхняя горит почти полным накалом. Если же одну из нижних вывернуть, то вторая загорается слабым накалом. Объясните парадокс.
Решение:
Параллельно включенные лампы большой номинальной мощности дают участок цепи АВ, обладающий малым сопротивлением. Поэтому выделяющейся здесь энергии тока недостаточно, чтобы создать заметный накал ламп. После отключения одной из ламп сопротивление участка АВ увеличивается вдвое и выделяющейся энергии достаточно, чтобы создать слабый накал.
Количественный расчет показывает, что при включении двух ламп через каждую из них протекает ток $I_{1} = \frac{1}{2} \frac{U}{R + \frac{r}{2}} = \frac{U}{2R + r}$.
где $U$ — напряжение в сети, $R$ — сопротивление 60-ваттной лампы, $r$ — сопротивление 150-ваттной лампы. А при включении одной лампы ток, протекающий через нее, равен $I_{2} = \frac{U}{R + r}$. Так как $I_{2} > I_{1}$, то во втором случае возможен эффект, описанный в условии задачи.