八年級《物理》(人教版)下冊課本第51頁的“動手動腦學物理”中第6題提出了這樣一個問題:在家庭電路中,導線相互連接處往往比別處更容易發熱,加速老化,甚至引起火災,這是為什么?我們先來看一則報道:2008年1月4日凌晨,海口市龍昆北路千禧郎大廈智業策劃裝飾部突發大火,造成2死1傷.幾天后,消防部門初步查明火災原因,是該鋪面雕刻機在工作時,由于導線接觸不良發熱引燃周圍可燃物,引發火災.
導線接觸不良,一個看似不起眼的小問題,為什么會引發如此大的災難呢?

這還得從接觸電阻說起.
導線相互連接時,在接觸表面上形成的電阻我們稱之為接觸電阻,如果接頭處處理良好,則接觸電阻小;連接不牢或其他原因(如接觸面積過小、導線的連接處沾有雜質、接頭松動等)使接頭接觸不良,則會造成接觸電阻過大.正常情況下,不管怎樣連接,除非是焊接的,接頭的接觸電阻總會比電線電阻大.
在電路安裝過程中,導線相互連接是不可避免的,家庭電路中處理方法一般都是金屬導線相互絞接,然后用絕緣膠布纏繞.這種連接方式導致金屬交接處接觸面積小,接觸電阻變大,由焦耳定律公式Q=I2Rt知,當I、t一定時,R越大,Q越多,如右圖,所以在接頭A處產生的熱量遠遠超過與之串聯導線的其他部分,若熱量散失得比較慢,在接頭處A就會產生較高的溫度,包裹在接頭處的膠帶、電線上的絕緣材料長期處于較高的溫度下,老化速度加快,同時接頭處的金屬線在較高的溫度下更容易氧化,又使得連接處的電阻增大,金屬導線的電阻隨溫度的升高進一步增大,更加快接頭處A熱量的產生,形成惡性循環.如果溫度升高到一定程度,就會引燃接頭附近的易燃物體,最終導致火災.
兩種不同的導線連接時,這種現象更為明顯,比如:銅導線和鋁導線相互連接,鋁線會在很短時期內氧化成粉末狀,造成電弧發熱,容易引起火災.
那么,如何避免因導線接觸不良而導致的火災發生呢?
由上面分析可知,接頭處接觸電阻過大是引發火災的罪魁禍首,只有有效地降低接頭處的接觸電阻,才能防患于未然.要減小接頭處接觸電阻,必須做到如下幾點:
1. 應盡量減少不必要的接頭,對于必不可少的接頭,必須緊密結合,牢固可靠.
2. 銅芯導線采用絞接時,應盡量再進行錫焊處理.
3. 銅鋁相接應采用銅鋁接頭,并用壓接法連接.
4. 插頭插入插座時,注意接觸良好,電器不使用時,要拔下插頭.
為了防止或減少線路事故的發生,必須按照電氣安全技術規程進行設計,安裝使用時要嚴格遵守安全操作規程,加強維護管理,及時消除隱患,保障用電安全.
責任編輯程哲