近日,充電寶的安全性問題被廣泛關注
缺乏3C認證的充電寶禁上飛機
充電寶企業大量召回問題充電寶
這不經讓人疑惑
好端端的充電寶為什么會成為“移動炸彈”
實驗器材
錫紙(可燃)、5號電池、剪刀、所標杯
實驗步驟
安全提示:本實驗為危險實驗,請務必在家長陪同下完成實驗!注意用火用電安全!建議佩戴高溫手套以及絕緣手套以防燙傷和觸電!!!
從錫紙上剪出一個細長的錫紙條。
用剪刀將錫紙條的中間部分剪窄,確保中間窄、兩側寬。
第三步:
用絕緣膠將錫紙條的一端粘在電池的一極。此時,錫紙光亮的一側(導電)應該朝內。注意,此步驟及后續步驟為必要的安全措施。
第四步:
將絕緣膠粘住錫紙條的另外一端。
第五步:
將絕緣膠與電池的另一外一極連接,構成“短路”。注意:手指不要和電路接觸,避免被灼燒。
可以發現,錫紙條最細的一端瞬間燒斷。
原理解說
相信大家都知道電池短路的可怕,然而,為什么短路會起火呢?把電池的兩端連起來都會起火嗎?電池短路起火原因是,當導線直接連通電池正負極時,回路電阻R驟降(僅剩電池內阻與導線電阻),根據歐姆定律I = V / R(I為電流,V為電壓,R為電阻),電流I激增。電能通過電子與晶格碰撞轉化為熱能,焦耳熱功率P = I2* R使導線溫度飆升,當溫度超過材料的燃點后起火。
細心的小伙伴可能發現了,為什么著火點在錫紙的最細處呢?這是因為,電阻R = ρ * L / A(ρ為電阻率,L為導線長度,A為導線橫截面),當導線橫截面最小時,電阻最大,電流的熱效應最大。從微觀角度看,在截面小處,單位面積定向運動的電子變多,導致電子與晶格碰撞更頻繁,電子動能更多地轉化為熱能。
那么是不是用導線把電池正負極直接連接就一定會引起熱失控呢?這個問題要看從什么角度去理解,例如,如果我們用銅線和磁鐵像下面這樣把電池的正負極連接起來,制作成“電池小愛心”,雖然銅導線也會發熱,但是溫度要比上面看到的點燃錫紙的溫度低得多。這是因為在“電池小愛心”中,電池的化學能轉變為銅導線轉動的機械能,而在錫紙的連接方案中,電池的化學能全部在短時間內轉化為熱能,就導致了熱失控。
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