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  • 1 # 飛賊克斯和康德馬特

    在高溫下,金屬導體的電阻主要來自於原子的熱振動對電子造成的散射。形象來說很簡單:金屬中的自由電子是基本不受原子核束縛作用的,因此可以自由跑來跑去,原子的質量是電子的千倍量級,跑起來當然沒有那麼快,但是原子卻在平衡位置附近不停地做熱振動。雖然原子間的空間相對單個電子來說,是非常巨大的,然而,因為原子的不停熱振動,就意味著電子在運動過程中它的“障礙物”是不停變換位置的,加上電子帶負電,和失去電子帶正電的原子實存在很強的電磁相互作用,那麼原子位置的不斷變化,必然造成電子“瞄靶”困難。或者說,電子在運動過程會被原子拖來拽去,這就必然要減慢電子的運動速度,讓它的能量發生損失,於是電子的運動受到了阻礙,產生的電阻。

    由此看來,溫度越高則意味著原子的熱振動越快,電子受到的阻礙效應就會越強。對於金屬來說,電阻隨溫度上升是與溫度本身的平方成正比的,即R~T^2,因此溫度的效應必然會造成電阻急劇地上升。如果保持輸入的電流大小不變,意味著單位時間透過的電子數目是不變的,因此電子會源源不斷把能量傳遞給原子,促使原子體系溫度不斷上升,電阻隨之不斷增加。根據焦耳定律,恆等電流下發熱與電阻成正比,即Q=I^2Rt。但是需要注意的,電阻發熱量並不等於固體本身的溫度,即電阻造成的熱未必會全部被金屬吸收,因為金屬本身也是處在外界環境中,它會與外界不斷交換熱量。比如透過熱量傳遞和熱輻射的形式把熱量傳出去。所以,金屬電阻造成的溫度上升會因為金屬熱量不斷傳走而最終停止。

    其實仔細想一想,白熾燈就是這個原理。裡面燈絲的電阻很大,透過氣氛保護起來不讓其氧化,通電之後就會不斷髮熱,以致於白熾化發光。最終達到一個平衡,白熾燈可以持續發熱發光,也就可重複使用。然而保險絲則不同,它本身的熔點比較低,一旦透過大電流,急劇的發熱升溫足以讓其熔燬,斷開後就再也沒有電流了。

  • 2 # 甜甜向上精心創作

    如只是這二者互相影響,彼此水漲船高,最終結果只能是將導體燒燬。但不可忽視的是導體還要放熱,並且,溫度越高,散熱越快,一旦電流產生的熱量等於散失的熱量,導體的溫度就不再上升,導體的電阻,就不再增大。有許多用電器,如電視機,電腦主機,電磁灶等,為避免燒壞,都開有散熱窗,甚至內建風扇加快散熱。

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