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为什么电阻丝断了接上后变热

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为什么电阻丝断了接上后变热

答:因为电阻丝断了接上后长度变短了,根据决定导体电阻大小因素的电阻定律可知,电阻丝的电阻R就会变小。由于电路中电压不变,那么由欧姆定律I=U/R可知,电流I变大。

再由反应电流热效应的焦耳定律Q=I∧2Rt或Q=U∧2/Rt可知,电阻丝断了后接上功率变大而变热。

问题症结在于,没有考虑清楚电阻的所有来源。的确,断头相接,两根线绞合在一起,似乎看起来金属的横截面积增大了许多,按理说,电阻应该是下降才是,也就是连接处的电阻更小,不会更加发热。

事实是,两根线接在一起的时候,还有一部分电阻的贡献是非常巨大的,这就是所谓接触电阻。 试想:一根完整的金属导线内部,金属原子的密度是非常大的,电子也将直接受到周围原子的影响,只要电子浓度足够高,导电就足够好。

但是,两根导线无论以什么方式连接在一起,其连接处是金属表面接触的,和整根的金属导线有着天壤之别。此时,两个导线的原子间距可能就隔着一层绝缘的空气,这种隔离面积越大,产生的接触电阻就越大。 所以,简单绞合在一起的两股导线和焊在一起的导线,接触电阻前者要大得多。

即使是焊接,也因为焊接金属用的普遍是锡,和导线材料铝或铜也是有区别的,电阻率要大一些。对于电热毯这样的高功率电器,简单把两根断掉的加热丝拧在一起是非常危险的。因为接触电阻的存在,它将使得连接处不停发热,一发热电阻又会继续上升,最终恶性循环导致接触点熔毁甚至引起火灾。

利用接触电阻的巧妙原理,还可以做热电偶,两根不同材质的金属焊接在一起的时候,它们的接触电阻造成的电动势差将极其敏感依赖于温度。所以环境温度一旦发生变化,热电偶的整体电阻就变了,对应仪表上的电压或电流大小就变了,由此就可以用来测量温度。

在测量材料电阻时候,接触电阻也是必须克服的。 一般采用四电极法,两个电流极在两端,两个电压极在中间,这样就避免了电压极测量的电阻包括了电流极附近的接触电阻。这个方法对于电阻率小的样品测量是最基本的。