課本上說金屬導電歐姆定律適用,那小燈泡燈絲不也是金屬,為什麼不適用?

時間 2021-09-09 10:07:05

1樓:snoopy

其他回答都偏題了,你問的問題說明你對歐姆定律沒有理解到位,歐姆定律解釋的是當電壓和電阻變化時,電流是如何變化的,我們觀察到電阻兩端電壓增加一倍,電流也增加一倍,但其前提是保持電阻不變,而鎢絲燈的電阻隨溫度變化而變化,所以電壓變化時無法根據歐姆定律求出電流,但原因不是歐姆定律不適用,而是電阻變化了且未知,歐姆定律仍然是適用的。

2樓:

金屬導線不發光,不涉及過多的能量轉換。(電流大過安全值發熱燃燒先不考慮)

做成燈絲的金屬更多的能量轉換成了光與熱。所以不適用歐姆,焦耳定律。這個時候要列相等方程得用能量守恆。

3樓:剝繭

你可能誤以為純電阻就一定是線性元件吧。

歐姆定律適用於純電阻(言外之意就是不考慮電感、電容)。

燈絲是純電阻,但它是比較典型的非線性元件(伏安特性曲線不是直線,這意味著電阻不恆定)。

4樓:兔子

適用假設給小燈泡加1V電壓時,它溫度是1℃,通過它的電流為1A,當給它加2V電壓時,它溫度會高一些,比如2℃,此時你發現通過它的電流不是2A,也就是電流不與電壓成正比,所以認為歐姆定律對它不成立,但是我們在說電流與電壓成正比時是有條件的,就是研究物件的電阻不變,而燈泡溫度變了後,電阻變了,相當於換成了另外乙個導體,如果我們採取措施,讓電壓為2V時,燈泡的溫度回到1攝氏度,此時就會發現通過它的電流是2A了。

改變燈泡兩端電壓時,相當於把燈泡變成了乙個個阻值不同的電阻,但是在每乙個確定狀態下,歐姆定律都成立。

實際上,I=U/R這個式子,就同時考慮了電壓和電阻的變化,包含了電流與電壓成正比也與電阻成反比,1V電壓加在1Ω電阻上,電流1A,6V電壓加在3Ω電阻上電流是多少?如果電阻還是1Ω,按正比,那麼電壓變大6倍,電流為為原來6倍,應為6A,可是現在電阻變為原來3倍,按反比,電流就應該乘1/3,這樣變成2A了。

如果燈泡電阻變了情況下,電流還與電壓正比,那才是不符合歐姆定律了。

5樓:DaWNHaWK

看了其他答案,我認為這個問題已經回答完畢了。

但有乙個問題一直困擾著童年的我。

題設1:老師說不能直接用導線把電源兩級連上,會造成短路。

題設2:金屬都是導體。

題設3:鎢屬於金屬。

題設4:鎢絲屬於金屬導線。

結論:小燈泡應該造成短路。

但實際上沒有,為什麼?

因此我問了以下問題:

為什麼鎢絲燈泡沒有造成短路?

6樓:Patrick Zhang

小燈泡屬於白熾燈的範疇,其中的燈絲就是鎢絲,而鎢可不就是典型的金屬嗎?

普通白熾燈的鎢絲被加熱到2500K左右就發白光,一般來說白熾燈的燈絲工作溫度在2700~3050K之間。事實上,白熾燈的工作原理就是將燈絲通電加熱到白熾狀態,利用熱輻射發出可見光。這裡的K指的是開爾文溫標,0℃相當於273.

15K。

我們在學習電路時學到,電路由電源、負載和連線導線構成。白熾燈在電路中處於負載側,它當然滿足歐姆定律。

回答完畢。

多說幾句。

我接觸過不少中學生,在他們的理解中似乎電路的規律就是歐姆定律。甚至非電氣專業的大學畢業生也是如此。某次我給新員工上首堂技術培訓課,我問大家:

知道有關電路的定律是什麼?大家不約而同地回答:歐姆定律。

笑!歐姆定律的表示式是: 。這裡的U是電阻R兩端的電壓,I是流過電阻的電流。

我們來認識一下歐姆其人:

圖1:《電路分析導論》中的歐姆簡歷

注意看圖1中的式4-2、式4-3和式4-4,可見歐姆定律有不同的形式,可供不同條件下使用。

我們在直角座標系中讓縱座標為電壓,橫座標為電流,可以繪製出電阻在不同電流值所對應的曲線,如下:

圖2:歐姆定律詮釋了電阻的意義

我們把圖2叫做電阻的伏安特性曲線。顯見,電阻的伏安特性曲線是一條斜線。

從電阻的伏安特性曲線中我們看到,電壓改變量與電流改變量 之比就是電阻R,它與電阻伏安特性曲線上各點處電壓與電流之比U/I是一致的,都等於tanΦ,也即電阻伏安特性曲線切線的斜率。其實,電阻的伏安特性曲線與它的切線是同一條。

我們把 叫做動態電阻。對應地,我們把固定數值的電壓與電流之比U/I( , )叫做靜態電阻。

不過請注意, 其實是伏安特性曲線在某區間的割線,當且僅當ΔI趨近於0時,割線才變成切線,此時割線的斜率就變成伏安特性曲線上某點處切線的斜率。

我們由此得到乙個重要結論:對於電阻來說,它的動態電阻就等於它的靜態電阻。又因為電阻的動態電阻大於零,我們把電阻的伏安特性叫做正阻特性。

由此可見,電阻的伏安特性曲線必定是一條斜線。

那麼白熾燈(燈泡)的伏安特性是否也具有類似的特點?答案是肯定的,可見題主關心的小燈泡當然適用於歐姆定律。

請題主注意,當白熾燈(燈泡)點燃後,由於燈絲的溫度從常溫急劇增高到2000多K,燈絲材料(鎢絲)的電阻率急劇增加, ,所以燈絲電阻 也急劇增加。事實上,白熾燈的功率數值是用它點燃正常發光時的功率值來定義的。我們由此知道,題主關心的小燈泡在常溫下測得的電阻必定小於它點燃後測算出來的電阻。

例如我們取已知6V1.5W的小燈泡,我們計算出它的電阻為 ,這個數值就是燈泡點燃後的電阻阻值。那麼此小燈泡在常溫25℃時的電阻是多少?

我留給題主自己去計算吧。只要查得鎢絲的電阻率和電阻溫度係數,不難計算出來。

我們現在使用的照明燈具大多都是LED材料,它的伏安特性曲線曲線是這樣的:

圖3:LED的正向特性曲線

注意圖3中縱座標是電流,橫座標是電壓。

我們看到,LED的伏安特性曲線是一條真正意義的曲線,與電阻不同。儘管LED的動態電阻不等於各點的靜態電阻,但LED正向特性中的動態電阻依然具有正阻特性。

我們再看看單結電晶體的伏安特性曲線,如下:

圖4:單結電晶體的伏安特性曲線

從圖4中我們看到,峰點左側具有正阻特性,峰點右側具有負阻特性,谷點右側具有正阻特性,而峰點和谷點具有零阻特性。

請特別注意:不要把伏安特性曲線上的零阻特性與超導材料的零電阻混淆起來,它們是兩回事。

從圖3和圖4我們看到,對於具體的元器件來說,用歐姆定律分析得到的伏安特性曲線具有非常重要的意義。事實上,元器件的伏安特性曲線是元器件的身份證。

如果可能,請題主注意把對歐姆定律的認識往元器件的伏安特性方面適當傾斜,再來看自己的教科書,會發現有點不一樣,理解程度自然也會高一些。

回答完畢。

此帖發布後,有幾位學生(高中生)提了幾個問題,很有意思,羅列如下:

提問之一:正阻特性和負阻特性是不是與函式的增函式、減函式對應?

答案:是這樣的。

提問之二:正阻特性我們知道就是電阻,那麼負阻特性的典型代表是什麼?

答案:電弧。

我們看下圖:

圖5:電弧的負阻特性

我們看到圖5中的電弧伏安特性曲線H1和H2,它們都具有負阻特性。其實,我們想想都知道,電弧電流越大,溫度越高,電弧等效電阻越低,電弧電壓就越低。

提問之三:如果用鎢絲來做電爐電熱絲,會不會氧化?和燈泡的區別是什麼?

答案:的確如此。

用鎢絲和鉬絲作為電爐熱元件,必須採取對應的防止氧化措施,比較麻煩。所以在實際工程中,往往用鐵鉻鋁電熱絲做熱元件材料,或者採用矽碳棒。

至於燈泡,它內部充入了特殊氣體(氬氣),避免氧化。

最後乙個提問很有意思:如果燈泡和電阻串聯,電路會發生什麼現象?

答案:這很常見,電阻起到限流和分壓的作用,且以分壓為主。

7樓:小馬

知識學的不紮實呀,金屬的電阻不但受電阻率,截面,長度,而且還受溫度的影響,幾個變數其中有乙個發生變化,電阻值都會發生變化的。

隨著小燈泡的點燃時間的累計,白熾(chì)燈小燈泡會越來越亮的。白熾(chì)燈是純電阻線性負載,它的功率值和電阻值是成正的線性關係。

8樓:invalid s

簡單說:你學硬了。

歐姆定律是不考慮其他條件時,電阻-電壓-電流之間的關係。

小燈泡發光時,導體溫度可達2000°C。溫度改變會改變電阻大小本身——換句話說,你找出鎢絲的溫度-電阻函式關係,求得高溫鎢絲的電阻,再代入歐姆定律就能求出精確值。

溫度-電阻不光可能是正比例關係;對於半導體,兩者還可以是負溫度係數;甚至還有(PN結的)雪崩擊穿、(氣體)等離子通道導電等等無窮無盡的複雜狀況。

但,無論狀況多麼複雜,知道了電阻率(電導率),也就知道了電阻/電壓/電流關係。

知識是需要活學活用的,不要膠柱鼓瑟。

9樓:落魄山大水怪

小燈泡燈絲也滿足歐姆定律啊,只不過,金屬的電阻值其實不是乙個常數,會隨著溫度的變化而變化的。看你這問題,估摸著也就是初中物理,在初中物理裡,作為分析物件的金屬,它都不會通過特別大的電流,因此熱效應不是很明顯,所以電阻作為乙個常數,就說這樣是滿足歐姆定律的。但是小燈泡的鎢絲熱效應非常明顯,在不同的電壓下,發光的亮度不同,溫度也不同,電阻也不同,所以小燈泡的電阻表現為在不同的電壓下它是不一樣的,這就意味著在巨集觀上看它不滿足歐姆定律,但是實際上,在每乙個確定的工況下,它是滿足歐姆定律的哦。

就是說你知道小燈泡的電壓和電流,就可以用歐姆定律求得小燈泡的電阻,但是你不能用一種確定工況下求得的小燈泡電阻,代入另外一種工況下去求得小燈泡的電流或者電壓。

歷史到底是不是就像課本上說的那樣?

沙仲文 教科書一般都是遵從強烈的某一方的觀點,比如中國的歷史就要從中國長久以來的一種認識。相比之下,西方歷史教科書我學了3年,感覺觀點更加多樣點。西方人看歷史的角度不是那麼絕對的,他們喜歡摘取不同國家人的觀點然後讓你自己去分析哪個更加真實。因此我想說的是,你要形成自己判斷事實的能力,要有批判性的思維...

以前課本上說,判斷外星人存在的條件是水 空氣 適宜的溫度,這只是人類存在的條件,用它來判斷外星人,不是很可笑很武斷麼?因為沒有任何人見過外星人,憑什麼說它也要像人一樣具備這三個條件?

贊同!科學家要找生命存在的條件,找水,找空氣,找地形。覺得 生命 的定義在科學家眼裡只是 地球生命 卡爾 因為這個標準最具說服力,更易於讓我們接受,更易於去探索。如果科學家告訴你,一塊金屬就是外星人,那麼你怎麼去質疑他?你會不會有用到我們現在生命的基礎要素去反駁,如果這樣的話,用我們已知的知識去尋找...

金屬導電性到底由什麼決定?

shawn 準確的說,金屬之所以存在導電性,確實就是存在自由電子導致的。但是,導電性的強弱,並不是由是否容易失去外層電子決定的,也就是說金屬的金屬性和導電性無關。本質上,自由電子在外界電場的作用下移動時受到的阻力,巨集觀體現即為電阻,電阻越高,導電性越差。實際上,不管是金屬還是任何其他固體,其晶體的...