塑料既然有很大的電阻,為何連接不發熱?

2021-01-08 容濟點火器

電流有熱效應,是電流通過一段導體時候,因為電阻存在,阻礙電流運動而引起發熱,類似粗糙路面和輪胎時間摩擦而發熱一個道理,這個過程直接是電能轉換成熱能,根據焦耳定律,電流因為熱效應產生的熱量,和通過導體的電流大小的平方以及導體的電阻成正比例關係,當然供電時間越長,熱量也會越大,只要有電流流過的迴路(因為目前常溫下幾乎不存在絕對的超導),一定會發熱的,只是發熱量多少的問題,請關注:容濟點火器

塑料是絕緣體,可以看成電阻非常大的導體

不用懷疑,普通的塑料是絕緣體,就是電阻非常大的導體,一般電線外皮就是一種塑料,當你用手去摸有電流通過的電線外皮時候,實際上有電流會流過塑料外皮,然後通過你的手流過你的身體,最終經過你的腳流入大地,形成迴路,也就是說雖然塑料是「絕緣」的,實際上並不是絕對的絕緣,而是因為它的電阻太大了,所以迴路裡邊的電流非常小,所以你無法體驗到電流的存在。

正因為通過塑料的電流非常小,所以電流引起的發熱熱量微乎其微,因為對於純阻性負載,根據歐姆定律,電壓=電流*電阻,這樣結合焦耳定律,可以得出電阻電路發熱的公式:

發熱功率=電壓平方÷電阻

在電壓不變前提下,電阻越大,發熱功率會越小,這樣發熱量當然是越小的。塑料電阻太大了,所以發熱的功率完全是可以忽略的。而對於真正的導體,恰恰是因為電阻小了,通過導體的電流會非常大,所以發熱才會厲害。

塑料的電阻大小和發熱計算

塑料是一種高分子類型的材料,它的體積電阻率都會高於10^12歐姆.cm,假設家庭用電單相電壓220伏的火線,經過一條聚氯乙烯塑料棒,再經過零線,這條塑料棒的絕緣電阻率ρ,大概是10^14歐姆.cm,假如塑料棒截面積S是15cm^2的,長度L是10cm,根據電阻計算公式:

聚氯乙烯塑料棒的電阻R=ρL/S=(10^14歐姆.cm)*10cm/(15cm^2)=6.67*10^13歐姆。

根據焦耳定律,聚氯乙烯塑料棒通電220伏電壓時候,發熱的功率如下:

220*220/(6.67*10^13)=(7.3*10^-13)W,

而一般的燈泡都有20W左右,體積和整個塑料棒是差不多的,可以想像得到,20W是天文數字,燈泡工作時候摸上去是有溫度的,但是塑料棒同樣通電狀態會有電功率,只有燈泡的萬億分之一而已。

也就是說,塑料棒通過電流的發熱量,還沒有你呵一口氣的一點兒多,相信無法找到什麼儀器來測量到它的存在,個人當然也無法通過體感來感覺到它的存在。

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