近日,充电宝的安全性问题被广泛关注
缺乏3C认证的充电宝禁上飞机
充电宝企业大量召回问题充电宝
这不经让人疑惑
好端端的充电宝为什么会成为“移动炸弹”
实验器材
锡纸(可燃)、5号电池、剪刀、所标杯
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实验步骤
安全提示:本实验为危险实验,请务必在家长陪同下完成实验!注意用火用电安全!建议佩戴高温手套以及绝缘手套以防烫伤和触电!!!
从锡纸上剪出一个细长的锡纸条。
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用剪刀将锡纸条的中间部分剪窄,确保中间窄、两侧宽。
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第三步:
用绝缘胶将锡纸条的一端粘在电池的一极。此时,锡纸光亮的一侧(导电)应该朝内。注意,此步骤及后续步骤为必要的安全措施。
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第四步:
将绝缘胶粘住锡纸条的另外一端。
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第五步:
将绝缘胶与电池的另一外一极连接,构成“短路”。注意:手指不要和电路接触,避免被灼烧。
可以发现,锡纸条最细的一端瞬间烧断。
原理解说
相信大家都知道电池短路的可怕,然而,为什么短路会起火呢?把电池的两端连起来都会起火吗?电池短路起火原因是,当导线直接连通电池正负极时,回路电阻R骤降(仅剩电池内阻与导线电阻),根据欧姆定律I = V / R(I为电流,V为电压,R为电阻),电流I激增。电能通过电子与晶格碰撞转化为热能,焦耳热功率P = I2* R使导线温度飙升,当温度超过材料的燃点后起火。
细心的小伙伴可能发现了,为什么着火点在锡纸的最细处呢?这是因为,电阻R = ρ * L / A(ρ为电阻率,L为导线长度,A为导线横截面),当导线横截面最小时,电阻最大,电流的热效应最大。从微观角度看,在截面小处,单位面积定向运动的电子变多,导致电子与晶格碰撞更频繁,电子动能更多地转化为热能。
那么是不是用导线把电池正负极直接连接就一定会引起热失控呢?这个问题要看从什么角度去理解,例如,如果我们用铜线和磁铁像下面这样把电池的正负极连接起来,制作成“电池小爱心”,虽然铜导线也会发热,但是温度要比上面看到的点燃锡纸的温度低得多。这是因为在“电池小爱心”中,电池的化学能转变为铜导线转动的机械能,而在锡纸的连接方案中,电池的化学能全部在短时间内转化为热能,就导致了热失控。
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