Alta corrente derretendo uma chave inglesa

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Apenas alguns caras fazendo coisas divertidas com um transformador de corrente de alta tensão DIY de baixa tensão . Uma das coisas é colocar uma chave de boca em um tijolo e tocar as duas extremidades com um cabo de cobre extremamente grosso com vários milhares de ampères.

A chave então fica vermelha e derrete. E aqui chegamos à pergunta:

Por que a chave fica vermelha nas extremidades primeiro e depois em direção ao centro? Eu teria pensado que a corrente uniforme teria aquecido uniformemente

current resistance

— Dirk Bruere
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Antes de clicar no link "Aposto que é indução fotônica". [clique] "Sim"

— Connor Wolf

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Vendo o vídeo, vejo que as partes mais estreitas da chave aquecem primeiro. Isso é totalmente esperado.

— Hot Licks

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Há aquecimento nos pontos de contato, mas não o suficiente para fazê-los ficar vermelhos. Mais calor vem da seção fina. Onde as duas fontes aquecem o metal, ele fica mais quente que o restante da seção fina, fazendo com que a resistência aumente à medida que aquece, produzindo mais aquecimento localizado (feedback positivo) e assim por diante, para que as extremidades da seção fina aqueçam primeiro e a área quente se propaga em direção ao centro da seção fina.

Pode levar apenas uma diferença de temperatura relativamente pequena para iniciar o feedback positivo em uma determinada seção. Veja, por exemplo, esta curva.

— Spehro Pefhany
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Isso não seria um ciclo de feedback negativo? À medida que a temperatura aumenta, a resistividade também aumenta.

— Todd Sewell

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@ToddSewell Considere uma área de seção transversal A da chave de comprimento x. Uma corrente I está fluindo. A energia dissipada nesse segmento é I ^ 2 * rho * x / A. Quanto maior a resistividade rho e menor a área da seção transversal, mais energia é dissipada nessa fatia. Ou, de outra forma, se você colocar um resistor de 1 ohm em série com um resistor de 1K na rede elétrica, o 1 ohm permanecerá frio e o 1K ficará muito quente.

— Spehro Pefhany

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Ah, é claro, precisamos olhar para o poder, eu estava pensando em corrente. Obrigado!

— Todd Sewell

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P = R I^{2}

$P=RI^2$

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A densidade da corrente em que você faz contato é muito maior do que a densidade da corrente alguns centímetros adiante na chave de boca / chave. Esse é um ponto.

A resistência de contato é muito maior onde os fios de cobre fazem contato.

Ambos os pontos fazem com que a chave fique mais quente nas extremidades primeiro.

— Andy aka
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A maior resistência é, inicialmente, nos pontos em que seus condutores se conectam. Como regra geral bruta, o aço de alto carbono possui um coeficiente de temperatura ligeiramente negativo (NTC) de resistência, o que significa que a resistência diminui à medida que a temperatura aumenta; portanto, uma vez que a chave aquece, a resistência cai por todo o comprimento para um nível mais uniforme.

— JRaef
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A lei de Ohm trabalha lá de uma das maneiras mais educacionais.

P = U I

$P=UI$

R = \frac{U}{I} .

$R=\frac UI.$

P = R I^{2} .

$P=RI^2.$

A resistência mais alta está no contato entre a chave e as braçadeiras, e a passagem também é mais baixa lá, por isso o brilho começou lá e se propagou por toda a chave.

Que significa:

a corrente mais alta, a maior potência de aquecimento e, portanto, a temperatura mais alta
quanto maior a resistência, maior o poder de aquecimento. (É necessário fornecer tensão mais alta para sustentar a mesma corrente)

Além disso:

metais têm maior resistência quando aquecidos, portanto as partes quentes são aquecidas ainda mais
Quanto mais fino e longo o condutor, maior a resistência que ele tem, portanto a parte mais estreita é aquecida
A parte mais fina tem menor peso, então sua temperatura aumenta ainda mais rapidamente,
Os metais geralmente têm maior condutividade térmica, portanto o calor se espalha pela chave inglesa, aumentando efetivamente a resistência nas partes "mais frias".

— Crowley
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Alta corrente derretendo uma chave inglesa - o que está acontecendo?