高电流使扳手熔化-发生了什么事?


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只有几个人用DIY低压超高电流互感器来做有趣的事情。其中一件事情是将扳手放在一块砖上,并用承载数千安培的极粗铜缆接触两端。

然后,扳手变得炽热并融化。在这里,我们来问一个问题:

为什么扳手在末端先变红然后再向中心变红?我本来以为均匀的电流会均匀地加热它


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在点击链接“我打赌这是光子感应”之前。[click]“ Yep”
Connor Wolf,

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观看视频时,我看到扳手的最窄部分首先加热。这是完全可以预期的。
Hot Licks

Answers:


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接触点有热量,但不足以使其变红。薄部分会产生更多的热量。在两个源都加热金属的地方,金属比薄部分的其余部分变热,从而导致电阻随着加热而升高,产生更多的局部加热(正反馈),依此类推,因此薄部分的末端先变热,然后再变薄。高温区域向薄壁部分的中心传播。

在给定的部分中,仅需要相对较小的温差即可启动正反馈。参见,例如,曲线。

在此处输入图片说明


那不是一个负面的反馈循环吗?随着温度升高,电阻率也升高。
Todd Sewell

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@ToddSewell考虑长度为x的扳手的横截面面积A。电流I在流动。该段中的功耗为I ^ 2 * rho * x / A。电阻率rho越高,横截面面积越小,则该片中的功率消耗越大。或者换种方式来看,如果在市电两端串联一个1欧姆电阻和一个1K电阻,则1欧姆将保持冷却,而1K将变得非常热。
Spehro Pefhany

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嗯,当然,我们需要查看电源,我当时正在考虑电流。谢谢!
Todd Sewell

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P=[R一世2

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接触的电流密度远比扳手/扳手的电流密度高出几厘米。这是一点。

铜线接触处的接触电阻要大得多。

这两个点都会使扳手的末端先变热。


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最初,最高电阻是导体连接的点。一般而言,高碳钢的电阻的负温度系数(NTC)略有下降,这意味着电阻随温度的升高而降低,因此,一旦扳手加热,电阻在整个长度上都会下降至更均匀的水平。


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欧姆定律以一种最具教育意义的方式在那里起作用。

P=ü一世

[R=ü一世

P=[R一世2

最高的电阻位于扳手和夹具之间的接触处,并且那里的横截面也最低,这就是为什么发光从那里开始并在整个扳手中传播的原因。

这意味着:

  • 电流越大,加热功率越大,温度越高
  • 电阻越高,加热功率越高。(需要提供更高的电压以维持相同的电流)

另外:

  • 金属在加热时具有较高的电阻,因此加热的零件甚至加热得更多
  • 导体越细越长,其电阻就越大,因此狭窄的部分被加热得更多
  • 较薄的部分重量较小,因此温度上升更快,
  • 金属通常具有较高的导热率,因此热量通过扳手传播,从而有效地增加了“冷”部分的电阻。
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