您的問題視角很獨到。大家從常識上都知道不能,沒錯,銅絲不能用來加熱,道理何在呢,下面我就解釋一下原因。
假如我們使用1米長的0.75平方銅線做熱源,通入安全電流4A,時間1個小時,只考慮最簡化模型,那麼銅線電阻R=ρL/S,產熱為Q=I²Rt, 約為1264J。令這部分熱量完全散發出去,使周圍變熱。假設只有1立方米的空間,根據Q = c ·m·△T,其中空氣比熱為1.0×10^3 J/(kg·℃),空氣密度為1.29kg/m³,則空間上升的溫度△T約為1℃,也就是說這樣的銅絲,1個小時只能讓1立方米空間上升1℃,效率是不是低的離譜。
這時恐怕有人會問:我直接把銅絲接到220V電壓上,讓它短路來充分發熱行不行呢?答案是不行,銅絲瞬間就熔斷了。我們根據Q=U²/R*t計算銅絲髮熱情況,短路後1秒可產熱2200KJ,根據Q = c ·m·△T,反推出銅絲將上升的溫度,結果是十萬度以上,但是銅的熔點只有1084度,說明銅在瞬間就熔斷了。
究其原因,就是銅的電阻率太小,是電的良導體,電阻率ρ是反映材料導電效能的物理量。而用於加熱的電阻元件都是電阻率極大的材料,如鎳鋁鐵合金電阻率達到1.6µΩ.m,是銅的100倍,因此它的發熱效率比銅高得多。
最後,普及一下安全用電小知識,請大家平時一定要留意。
導線的安全載流量是根據所允許的線芯最高溫度、冷卻條件、敷設條件來確定的。一般銅導線的安全載流量為5~8A/mm^2,鋁導線的安全載流量為3~5A/mm^2。如:2.5mm^2BVV銅導線安全載流量的推薦值2.5*8 =20A;4mm^2BVV銅導線安全載流量的推薦值4*8 =32A。
一般負載分為兩種,一種式電阻性負載,一種是電感性負載。電阻性負載功率的計算公式:P=UI;電感性負載功率的計算公式:P=UIcosф。不同電感性負載功率因數不同,統一計算家庭用電器時可以將功率因數cosф取0.8。也就是說如果一個家庭所有用電器加上總功率為6000瓦,則最大電流是I=P/Ucosф=34 A。
您的問題視角很獨到。大家從常識上都知道不能,沒錯,銅絲不能用來加熱,道理何在呢,下面我就解釋一下原因。
假如我們使用1米長的0.75平方銅線做熱源,通入安全電流4A,時間1個小時,只考慮最簡化模型,那麼銅線電阻R=ρL/S,產熱為Q=I²Rt, 約為1264J。令這部分熱量完全散發出去,使周圍變熱。假設只有1立方米的空間,根據Q = c ·m·△T,其中空氣比熱為1.0×10^3 J/(kg·℃),空氣密度為1.29kg/m³,則空間上升的溫度△T約為1℃,也就是說這樣的銅絲,1個小時只能讓1立方米空間上升1℃,效率是不是低的離譜。
這時恐怕有人會問:我直接把銅絲接到220V電壓上,讓它短路來充分發熱行不行呢?答案是不行,銅絲瞬間就熔斷了。我們根據Q=U²/R*t計算銅絲髮熱情況,短路後1秒可產熱2200KJ,根據Q = c ·m·△T,反推出銅絲將上升的溫度,結果是十萬度以上,但是銅的熔點只有1084度,說明銅在瞬間就熔斷了。
究其原因,就是銅的電阻率太小,是電的良導體,電阻率ρ是反映材料導電效能的物理量。而用於加熱的電阻元件都是電阻率極大的材料,如鎳鋁鐵合金電阻率達到1.6µΩ.m,是銅的100倍,因此它的發熱效率比銅高得多。
最後,普及一下安全用電小知識,請大家平時一定要留意。
導線的安全載流量是根據所允許的線芯最高溫度、冷卻條件、敷設條件來確定的。一般銅導線的安全載流量為5~8A/mm^2,鋁導線的安全載流量為3~5A/mm^2。如:2.5mm^2BVV銅導線安全載流量的推薦值2.5*8 =20A;4mm^2BVV銅導線安全載流量的推薦值4*8 =32A。
一般負載分為兩種,一種式電阻性負載,一種是電感性負載。電阻性負載功率的計算公式:P=UI;電感性負載功率的計算公式:P=UIcosф。不同電感性負載功率因數不同,統一計算家庭用電器時可以將功率因數cosф取0.8。也就是說如果一個家庭所有用電器加上總功率為6000瓦,則最大電流是I=P/Ucosф=34 A。