帶電流的電熱絲
由於電流流過導線時產生的熱量與時間成正比,因此導線的溫度必然隨著電流流過導線而不斷升高。事實上,當電流連續通過一根導線時,就會建立一定的恆定溫度,儘管在這根導線中持續不斷地釋放熱量。

這種現象的解釋是,任何溫度高於環境溫度的物體都會向環境釋放熱能,原因是:
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首先,物體本身和與之接觸的物體都具有導熱性;
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其次,身體附近的空氣層被加熱,上升,讓位於較冷的層,後者再次被加熱,等等。 (熱對流);
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第三,由於加熱的物體向周圍空間發出暗光,有時是可見光,將其部分熱能用於此(輻射)。
以上所有熱量損失越大,人體與環境的溫差就越大。因此,當導體的溫度變得如此之高以致於單位時間內導體向周圍空間放出的總熱量等於電流每秒在導體中產生的熱量時,則溫度的導體將停止增加,並將成為永久性的。
電流通過期間導體的熱量損失是一種過於復雜的現象,無法從理論上獲得導體溫度對影響身體冷卻速率的所有情況的依賴性。
但是,基於理論考慮可以得出一些結論。同時,電線的溫度問題對於網絡、變阻器、繞組等的所有技術計算具有重要的實際意義。因此,在技術上,他們使用經驗公式、規則和表格來給出電線橫截面與電線所處各種條件下允許的電流強度之間的關係。一些定性關係可以預測並且很容易根據經驗建立。
很明顯,任何減少體冷的三個原因之一的影響的情況都會增加導體的溫度。讓我們指出其中的一些情況。
在相同電流強度下,水平拉伸的未絕緣直導線的溫度低於垂直位置相同電流強度的相同導線的溫度,因為在第二種情況下,加熱空氣沿導線上升,並且加熱空氣被冷空氣替換發生得更慢,比第一種情況。
螺旋纏繞的電線比直線拉伸的具有相同安培數的類似電線發熱得多。
覆蓋有絕緣層的導體比未絕緣的導體發熱更多,因為絕緣始終是熱的不良導體,絕緣表面的溫度遠低於導體的溫度,所以冷卻氣流和輻射的這個表面要小得多。
如果將導線置於導熱係數高於空氣的氫氣或熾熱氣體中,則相同電流強度下導線的溫度將低於空氣中的溫度。相反,對於導熱係數低於空氣的二氧化碳,電線會升溫更多。
如果將導體置於空腔(真空)中,則熱對流將完全停止,導體的熱量將比空氣中的熱量大得多。這在安裝白熾燈泡時使用。
通常,電線氣流的冷卻是其他冷卻因素中最重要的。冷卻表面積的任何增加都會降低導體的溫度。因此,一束彼此不接觸的細平行線比具有相同電阻的粗線冷卻得更好,粗線的橫截面等於線束中所有線的橫截面之和.
為了製造重量相對較輕的變阻器,使用非常薄的金屬條作為導體,將其捲曲以減少其長度。
由於導體中電流放出的熱量與其電阻成正比,因此在兩個相同尺寸但不同材質的導體的情況下,電阻較大的導體被加熱到較高的溫度。
通過減小導線的橫截面,可以大大增加其電阻,使其溫度達到熔點。這用於保護網絡和設備免受強度超過設備和網絡設計強度的電流的損壞。
對於這個所謂的 保險絲,它們是由低熔點金屬(銀或鉛)製成的短線。計算該導線的橫截面,以便在特定的指定電流強度下該導線熔化。
用於查找各種電流的保險絲橫截面的表中給出的數據指的是長度至少為特定尺寸的保險絲。
非常短的保險絲比長保險絲冷卻得更好,因為它所連接的銅夾具有良好的導熱性,因此會在稍高的電流下熔化。此外,保險絲的長度必須使其熔化時,電線末端之間不能形成電弧。這樣,最小保險絲長度取決於電源電壓。
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