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1 # 張賢輝東莞
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2 # 甜甜向上精心創作
初中物理中,有一道習題:電爐絲熱的發紅,與電爐絲相連的銅導線都不怎麼熱,這是為什麼?
電爐絲用的是電阻率較大、熔點較高的鎳鉻合金絲或鐵鉻鋁合金絲,電阻率分別是1.10Ω·mm²/m和1.40Ω·mm²/m,而導線應用電阻率較小的金屬,比如常用銅和鋁,電阻率分別是0.017Ω·mm²/m和0.027Ω·mm²/m(一些精密的電氣裝置上還用銀,電阻率是0.016Ω·mm²/m)也就是說,同樣長短粗細的導線的電阻比電爐絲的電阻小得多。實際上連線電爐絲的導線比電爐絲要粗,所以,長度相同的銅導線的電阻比電爐絲的電阻小得更多。並且,銅導線和電爐絲串聯,透過銅導線和電爐絲的電流相等,根據焦耳定律Q=l²Rt,在相等的時間內,電流透過同樣長度的銅導線產生的熱量比電爐絲少得多,當然,還有一個因素,就是電爐絲還做成螺旋狀,可減少熱量的散失,銅導線是展開的,散熱也較快,結果,電爐絲熱的發紅,銅導線並不怎麼熱。
汽車車體基本可看作鋼鐵製成,鋼鐵的電阻率為0.099Ω·mm²/m,輪胎的主要材料是橡膠,橡膠是絕緣體,電阻率是10的18次方~10的21次方Ω·mm²/m,所以,輪胎的電阻遠大於其他部分。輪胎在家庭電路中不導電,當汽車接觸到高壓線時,高壓會將輪胎擊穿,電流會從高壓線經過車體、輪胎流向大地。在相同時間內,電流透過輪胎產生的熱量很多,遠遠多於車體上產生的熱量,輪胎溫度會很快升高而燃燒。
車輛碰觸到高壓電線後,引發高壓接地短路,短路電流經過車身外殼,車軸,輪轂,輪胎流入大地,輪胎是橡膠材質,電阻值在整個短路迴路中最大,因而發熱量也就最大,最先達到燃點。
發熱量Q=I^2Rt