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  • 1 # 使用者5079184493703

    我們看下圖:

    圖1中,我們看到了四種不同截面形狀的導體,它們的截面積不盡相同,有大有小。

    我們知道,導線電阻的表示式是: ,這裡的ρ是導線的電阻率,L是導線長度,S是導線截面積。

    題主的疑問是:在電壓一定的情況下,直流電的電流大小與透過的載體橫截面積有關嗎?

    我們來求圖1中的電流I,如下:

    ,式1

    從圖1中我們看到,四種不同截面形狀的導線,它們的長度是相同的。我們假定它們的材質也相同,即電阻率ρ也相同。於是,導線的電流I的值與導線截面積S有關,S越大,電流就越小,反之,則越大。

    下面,我們透過計算來證實一下:

    我們設圖1中的導線均為銅質的裸導線,也即導線的外部沒有絕緣層,導線的長度都是100米,電源電動勢E=24V,負載電阻R的阻值是10歐。我們導線的截面積S設定為1.5平方毫米、2.5平方毫米和4平方毫米,把數值代入到式1中,看看結果如何:

    導線截面積為1.5平方毫米:

    導線截面積為2.5平方毫米:

    導線截面積為4平方毫米:

    我們看到,隨著導線加粗,電流會略微增大。如果我們把導線電阻設定為零,電流又等於多少呢?

    我們看到,對於1.5平方截面積的導線,電流增大了0.2443A,相當於增大了11.3%;對於2.5平方截面積的導線,電流增大了0.,1528A,相當於增大了6.8%;對於4平方導線,電流增大了0.0978A,相當於增大了4.2%。

    我們看到,導線的截面越粗,導線截面對電流大小的影響就越小。

    現在,我們來看另外一個問題:我們知道,任何導線都有最大載流量,這裡的最大載流量是怎麼得出來的?它與導線截面有何關係?

    這個問題可以參考我的文章:

    原來如此14——導體截面形狀與載流量有關係嗎?(1) - Patrick Zhang的文章 - 知乎

    Patrick Zhang:原來如此14——導體截面形狀與載流量有關係嗎?(1)

    可見,看似簡單的問題,背後還是有一點知識的。

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