初中物理课外阅读

物尽其用,各得其所

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保险丝、白炽灯丝、导线、电炉丝是用不同材料制作的,电路工作时,它们都能通过电流,它们各有所长,并用自己的所长在各自的“岗位”上尽职尽责,出色地完成任务。
  先说保险丝吧,一股家用保险丝大都是用铅(不少于98%)和锑(0.3一1.5%)的合金制成,熔点很低,仅246摄氏度,而且电阻率又比导线高得多。当电路超负荷运行或某处发生短路故障时,通过电路的电流会急剧增大,保险丝发出较多的热量,致使其温度高于它的熔点而熔断,从而切断了电路,保证电路安全。所以保险丝是用“自我牺牲”来保证电路安全的。
  白炽灯丝则是用熔点最高的金属钨丝制成。而且钨丝做得很细,电阻较大,当电流通过灯丝时,电流的热效应可使灯丝温度升高到2500℃以上,从而发出耀眼的光。在这个温度时,90%以上的金属都要熔化成液体了,而钨却能泰然自若,不仅不溶化,而且还能保持一定的强度。
  有人说:用金做灯丝也可以,不是“真金不怕火炼”吗?不行!金的熔点仅1064摄氏度。所谓真金不怕火炼是指它的化学性质稳定,即使烧至熔化,它仍是黄闪闪的金子而不氧化变质。
  在生产和生活中,导线的用量非常大。究竟选用什么材料作导线好呢?当然是电阻率越小越好,不过还要考虑到价格、材料的产量、强度大小等因素。如果把各种材料制成长1米、横截面积1毫米2的导线,在20℃时测量它们的电阻(称为这种材料的电阻率)并进行比较,则银的电阻率最小,其次是按铜、铝、钨、铁、锰铜、镍铬合金的顺序,电阻率依次增大。但是,由于银是贵重金属,产量少,价格高,不适合作普通导线,只有精密的科学实验中,为减小电阻才选用银导线或镀银导线。在普通导线中用的最多的是铜导线和铝导线,虽然电阻率大些,但由于产量大,价格也便宜,所以,铜、铝是制作导线的最佳材料。由于我国的铝土资源特别丰富,铝价格比铜更加便宜,近年来,在生产和生活中的输电导线已大都采用铝制导线。
  电炉丝和普通导线相反,它是利用电流通过自身时发出大量的热来加热物体,因此要选电阻率大、熔点高的材料,常采用镍铬合金,其比例多为镍60%、铬15%、铁25%合金的电阻率为1.1×10-6欧·米,正常工作温度为950℃,最高可达1100℃。镍铬合金的熔点在1250℃以上,所以一般不会熔断。
  另外,制造标准电阻的电阻丝不仅要电阻率大,而且其阻值受温度的影响要尽量小,因此常用康铜或锰钢来制造。
  总之,同是导体,选材各异。真可谓物尽其用,用其所长,各得其所。
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