物盡其用,各得其所

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

保險絲、白熾燈絲、導(dǎo)線、電爐絲是用不同材料制作的,電路工作時,它們都能通過電流,它們各有所長,并用自己的所長在各自的“崗位”上盡職盡責(zé),出色地完成任務(wù)。

先說保險絲吧,一股家用保險絲大都是用鉛(不少于98%)和銻(0.3一1.5%)的合金制成,熔點(diǎn)很低,僅246攝氏度,而且電阻率又比導(dǎo)線高得多。當(dāng)電路超負(fù)荷運(yùn)行或某處發(fā)生短路故障時,通過電路的電流會急劇增大,保險絲發(fā)出較多的熱量,致使其溫度高于它的熔點(diǎn)而熔斷,從而切斷了電路,保證電路安全。所以保險絲是用“自我犧牲”來保證電路安全的。

白熾燈絲則是用熔點(diǎn)最高的金屬鎢絲制成。而且鎢絲做得很細(xì),電阻較大,當(dāng)電流通過燈絲時,電流的熱效應(yīng)可使燈絲溫度升高到2500℃以上,從而發(fā)出耀眼的光。在這個溫度時,90%以上的金屬都要熔化成液體了,而鎢卻能泰然自若,不僅不溶化,而且還能保持一定的強(qiáng)度。

有人說:用金做燈絲也可以,不是“真金不怕火煉”嗎?不行!金的熔點(diǎn)僅1064攝氏度。所謂真金不怕火煉是指它的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,即使燒至熔化,它仍是黃閃閃的金子而不氧化變質(zhì)。

在生產(chǎn)和生活中,導(dǎo)線的用量非常大。究竟選用什么材料作導(dǎo)線好呢?當(dāng)然是電阻率越小越好,不過還要考慮到價格、材料的產(chǎn)量、強(qiáng)度大小等因素。如果把各種材料制成長1米、橫截面積1毫米2的導(dǎo)線,在20℃時測量它們的電阻(稱為這種材料的電阻率)并進(jìn)行比較,則銀的電阻率最小,其次是按銅、鋁、鎢、鐵、錳銅、鎳鉻合金的順序,電阻率依次增大。但是,由于銀是貴重金屬,產(chǎn)量少,價格高,不適合作普通導(dǎo)線,只有精密的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,為減小電阻才選用銀導(dǎo)線或鍍銀導(dǎo)線。在普通導(dǎo)線中用的最多的是銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線,雖然電阻率大些,但由于產(chǎn)量大,價格也便宜,所以,銅、鋁是制作導(dǎo)線的最佳材料。由于我國的鋁土資源特別豐富,鋁價格比銅更加便宜,近年來,在生產(chǎn)和生活中的輸電導(dǎo)線已大都采用鋁制導(dǎo)線。

電爐絲和普通導(dǎo)線相反,它是利用電流通過自身時發(fā)出大量的熱來加熱物體,因此要選電阻率大、熔點(diǎn)高的材料,常采用鎳鉻合金,其比例多為鎳60%、鉻15%、鐵25%合金的電阻率為1.1×10-6歐?米,正常工作溫度為950℃,最高可達(dá)1100℃。鎳鉻合金的熔點(diǎn)在1250℃以上,所以一般不會熔斷。

另外,制造標(biāo)準(zhǔn)電阻的電阻絲不僅要電阻率大,而且其阻值受溫度的影響要盡量小,因此常用康銅或錳鋼來制造。

總之,同是導(dǎo)體,選材各異。真可謂物盡其用,用其所長,各得其所。


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