Corriente alta derritiendo una llave - ¿qué está pasando?

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Solo un par de muchachos que hacen cosas divertidas con un transformador de corriente muy alta tensión de bricolaje DIY. Una de las cosas es poner una llave en un ladrillo y tocar los dos extremos con un cable de cobre extremadamente grueso que lleva varios miles de amperios.

La llave inglesa se pone roja y se funde. Y aquí llegamos a la pregunta:

¿Por qué la llave se vuelve al rojo vivo en los extremos primero y luego hacia el centro? Habría pensado que la corriente uniforme la habría calentado uniformemente

    
pregunta Dirk Bruere

4 respuestas

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Hay calentamiento desde los puntos de contacto, pero no lo suficiente como para que se vuelvan rojos. Más calor viene de la sección delgada. Cuando ambas fuentes calientan el metal, se calienta más que el resto de la sección delgada, lo que hace que la resistencia aumente a medida que se calienta, lo que produce un calentamiento más localizado (retroalimentación positiva), y así sucesivamente, por lo que los extremos de la sección delgada se calientan primero y el área caliente se propaga hacia el centro de la sección delgada.

Es posible que solo se necesite una diferencia de temperatura relativamente pequeña para iniciar la retroalimentación positiva en una sección determinada. Consulte, por ejemplo, esta curva.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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La densidad de corriente donde hace contacto es mucho mayor que la densidad de corriente un par de cm más en la llave / llave. Ese es un punto.

La resistencia de contacto es mucho mayor cuando los cables de cobre hacen contacto.

Ambos puntos hacen que la llave se caliente más en los extremos primero.

    
respondido por el Andy aka
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La resistencia más alta es, inicialmente, en los puntos donde se conectan los conductores. Como regla general, el acero con alto contenido de carbono tiene un coeficiente de temperatura (NTC) ligeramente negativo, lo que significa que la resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura, por lo que una vez que la llave se calienta, la resistencia desciende en toda la longitud hasta un nivel más uniforme.

    
respondido por el J. Raefield
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La ley de Ohm funciona allí en una de sus formas más educativas.

El calor de Joule se puede calcular como $$ P = UI $$ donde U es la caída de voltaje en la parte y I es una corriente a través de él.

La ley de Ohm dice que $$ R = \ frac UI. $$

Juntando esto, sabemos que se utilizó una fuente de alimentación de alta corriente. Por lo tanto, la resistencia y la corriente son conocidas y tenemos suficiente información para estimar la potencia de calefacción como $$ P = RI ^ 2. $$

La resistencia más alta se encuentra en el contacto entre la llave y las abrazaderas y la sección transversal también es la más baja allí, por eso el resplandor comenzó allí y se propagó por toda la llave.

Eso significa:

  • la corriente más alta, la potencia de calefacción más alta y, por lo tanto, una temperatura más alta
  • la mayor resistencia, la mayor potencia de calentamiento. (Uno debe proporcionar un voltaje más alto para mantener la misma corriente)

Además:

  • los metales tienen mayor resistencia cuando se calientan, por lo tanto, las partes calientes se calientan aún más
  • Cuanto más delgado y más largo es el conductor, mayor resistencia tiene, por lo tanto, la parte estrecha se calienta más
  • La parte más delgada tiene un peso menor, por lo que su temperatura aumenta aún más rápido,
  • Los metales generalmente tienen una conductividad de calor más alta, por lo que el calor se propaga a través de la llave, lo que aumenta la resistencia en las partes "más frías".
respondido por el Crowley

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