Техника

Почему спираль (проводник) нагревается в большей части именно посередине, если подключить его концы к источнику тока?

Почему спираль, при подключении её к источнику тока, накаляется посередине намного больше, чем по краям, возле клемм источника тока?
Ведь ток движется от большего потенциала (+) к меньшему (-)?
Как он определяет, что это середина и тепловая энергия начинает вырабатываться именно там?

Просто если рассуждать логически, то это похоже на то, что частицы одновременно и с одинаковой скоростью вылетают и со стороны катода и со стороны анода, на середине своего пути они сталкиваются и происходит высвобождение тепловой энергии

Но, насколько я помню, меня учили, что ток течет от большего к меньшему. Где-то слышал версию, что электроны движутся обратно току (от меньшего к большему)
Но почему проводник нагревается тогда именно посередине? Если его поперечное сечение, вещество и плотность неизменны на всех участках?
С краёв тепло уходит через контакты (клеммы) в цепь (провода), а с середины - только в воздух... Тепло везде вырабатывается одинаково, отнимается везде по-разному...

Логически вы рассуждаете правильно - с одной стороны движутся электроны от "+" к "-", с другой стороны "дырки" - от "+" к "-", но они не сталкиваются - проходят сквозь друг-друга...

В проводнике везде всё неизменно, кроме охлаждения - этого вы почему-то в расчет не принимаете...
Алексей Власкин
Алексей Власкин
66 871
Лучший ответ
Сергей Гилёв Не говори чушь, то что все процессы электрические начинаются от центра в школе не учат, так что все школьники и академики могут только представить и гадать
Сергей Гилёв А я тебе аргумент привел, что все процессы электрические от центра происходят, там же начинается и зарядообмен, в центре наименьшее падение напряжения, следовательно и нагрев(свечение) начинается от центра. То что ты приводишь это чушь, типа тепло уходит через контакты и т.п. Так, включайте голову, а не логику
А теплоотвод через клеммы учесть? И направление тока тут роли не играет.
Бетеньков Руслан я ставил датчики на контакты, к которым подключена нихромовая нить, медленно увеличивал напряжение от источника питания. нагрев конечно есть, но он исчисляется 1-2-3 градусами, а нагрев спирали - сотнями градусов. причем если брать даже длинную нить (0,5 метра) нагрев всегда с середины, при чем участок нагрева может быть достаточно не большим, и при определенном напряжении составлять ~ 5 см. - слишком далеко от контактов, дt слишком мала, чтобы объяснить нагревом контактов.
хрень полная... просто спираль бракованная и имеет неравномерное сопротивление
Аrdak Otarova
Аrdak Otarova
12 199
Бетеньков Руслан на разных спиралях разного диаметра (если спираль конечно не бракованная) всегда одна и та же картина: нагрев с середины.
из-за электрического сопротивления согласно условию одинакового для равных участков проводника
Бетеньков Руслан поясните пожалуйста...
В этом вопросе нужно разбираться очень внимательно и глубоко. Берем лампу накаливания ну, на 24 В, с длинной спиралью. Блок питания с регулированием по напряжению, ток постоянный. Медленно поднимаем напряжение. Нагрев спирали начинается с очень маленького участка в середине спирали (~5% участок). До краев достаточно далеко. Края спирали при повышении напряжения, действительно начинают раскаляться в последнюю очередь, когда спираль уже достаточно сильно раскалена, и это действительно связано, полагаю, с теплоотдачей на контактах, но речь идет о небольших участках ~ по 3-5% по краям от всей длины спирали. Но то, что сама спираль достаточной длины начинает раскаляться, и имеет наибольшую светимость именно с середины - это так. Бывает, что спираль бракованная, и в редких случаях нагрев происходит с края. Я наблюдал такое однажды, но это очень редко бывает. Вот, теперь давайте подумаем: что разогревает спираль? Ток электронов? Или энергия, которая выделяется в результате сопротивления этому току. Разобьем условно проводник на 3 равных участка от минуса "1", "2", "3" к плюсу, представив его как последовательную цепь сопротивлений, --> (-) R1, R2, R3 (+). Итак на конечном участке движения электронов сопротивление максимальное. Ток одинаков (из закона последовательной цепи). Последний участок "3" имеет сопротивление R1+R2+R3, следовательно он должен разогреваться больше (закон Джоуля-Ленса). Но он разогревается в середине. На счет "дырок": дырки "перемещаются" от плюса, но это не частицы, а их отсутствие. По-сути, можно сказать, что "дырки" поглощают электроны. И это не частицы, а по-сути их отсутствие, т.е. на участке R3 - этих "дырок" больше всего, а на участке R1 - больше электронов. "Дырки" разогревать ни чего не могут из определения, это не материя. А вот электроны, по идее, несут энергию, т.е. поглощение энергии электронов будет максимальным на участке R3, т.е. ближе к плюсу, что согласуется с законом Джоуля Ленса. Дырки - это не частицы, и не несут энергии, можно сказать, что несут "отрицательную" энергию.
Теперь с точки зрения закона Ома для последовательной цепи. I = const. R=R1+R2+R3; U=U1+U2+U3 т.е. на участке "3" (который ближе к плюсу), мощность (а соответственно и тепловыделения Q ) P3=U3*I > P2=U2*I > P1=U1*I . Т.е. согласно законам Q3 > Q2 > Q1 а на практике: Q2 > Q3 , Q2 > Q1. Теперь вопрос еще более интересный: а Q1 = Q3 ?
Спасибо автору за вопрос. Действительно, получается, что от "+" текут еще какие то частицы, которые несут энергию, и поэтому на участке "2" - максимальное Q!
p.s. повышенная теплоотдача на контактах, действительно есть. Однако в данном случае она не влияет на результаты, т.к. она одинаково действует с двух сторон, поэтому её наличием можно пренебречь. А теория говорит о том, что Q3>Q2, а на практике - наоборот.