Les fils dans votre maison conduire l'électricité. Autrement dit, ils permettent aux électrons de circuler facilement à travers le métal. Mais juste parce que les électrons circulent facilement ne signifie pas qu'ils coulent sans résistance. Chaque fil que vous rencontrerez dans les milieux ordinaires résiste à l'écoulement du courant, donc une partie de l'énergie mise dans un circuit pour pousser les électrons le long est dissipée. Souvent, cette puissance dissipée est gaspillée, mais parfois il est mis à utiliser.
Les métaux
Un atome, par lui-même, se compose d'un noyau positif lourd entouré par une bande de lumière électrons chargés négativement. Un type d'atome tient à ses électrons plus ou moins étroitement que d'un autre type. Les métaux ont tendance à conserver leurs électrons assez lâche. Donc, quand vous mettez un tas d'atomes métalliques, les électrons peuvent sorte de flotter le long d'un atome à l'autre. Aucun atome aime être déséquilibré, donc si un atome donne un électron, il faudra un de son voisin, et ainsi de suite la chaîne. S'il y a une fin à la chaîne et aucun électron supplémentaire est disponible, alors aucun courant ne circule. Mais quand vous faites une boucle - un circuit - les électrons peuvent se déplacer dans un cercle continu.
La résistance
Chaque fois qu'un électron se déplace à travers un métal, il y a une chance qu'il va tomber sur quelque chose. Dans un fil il y a beaucoup d'électrons se déplaçant à la fois, donc il y a beaucoup de supplantation en cours. Le supplantation est un peu comme la friction. Lorsque vous frottez vos mains ensemble, ils chauffent. Quand les électrons se bousculent, ils chauffent aussi. Le montant de la résistance - la quantité de "bumping" - dans un fil dépend de quel matériau il est fait de, son diamètre et sa longueur. Un fil de cuivre a une résistance inférieure à un fer à repasser, mais un fil d'or a une résistance inférieure à celle faite de cuivre. Plus le diamètre est élevé, plus la résistance, mais plus le fil est élevée, plus sa résistance.
Dissipation de puissance
La quantité d'énergie dissipée dans un fil dépend de sa résistance, mais elle dépend aussi du nombre d'électrons circulant à travers. Autrement dit, un fil à haute résistance, mais seulement quelques électrons circulant à travers ne dissiper beaucoup de puissance, tout en un fil avec une résistance plus faible, mais beaucoup d'électrons poussant à travers peut dissiper plus de puissance. Il est donc logique que la puissance dissipée dans un fil monte à mesure que la résistance augmente et que le courant monte. Il se révèle être encore plus dramatique: la puissance dissipée monte comme le carré du courant. Autrement dit, un fil porteur 2 ampères de courant se dissipe quatre fois plus de puissance que le même fil portant 1 ampère de courant.
Utilisation de l'alimentation Dissipation
Un fil dissipe une quantité d'énergie égale au carré de l'époque actuelle, la résistance. Ce pouvoir est en chaleur. Dans de nombreuses applications - votre ordinateur, par exemple - que la chaleur est un déchet. Il est le pouvoir d'entrer dans quelque chose que vous n'avez pas besoin ou que vous voulez. Si vous avez une couverture électrique, un appareil de chauffage électrique ou une cuisinière électrique, puis la chaleur est exactement ce que vous cherchez. Dans une gamme électrique, par exemple, les fils menant au brûleur aura une faible résistance, tandis que le matériau du brûleur a une haute résistance. Dans ce cas, même si le courant est le même tout au long du circuit, le fil ne chauffe pas beaucoup, alors que le brûleur devient assez chaude à rougeoyer.
Minimiser Dissipation de puissance
Dans un circuit électronique, cependant, vous ne voulez pas de chaleur supplémentaire - il est un gaspillage d'énergie. Mais vous devez le courant pour faire le travail du circuit, de sorte que vous ne pouvez pas réduire facilement le courant pour diminuer la dissipation de puissance. Au lieu de cela, vous devez vous concentrer sur la réduction de la résistance. Les concepteurs ont trois façons de minimiser la résistance, ce qui réduit la dissipation de puissance: choisir un matériau différent, d'augmenter le diamètre d'un fil ou de diminuer la longueur d'un fil métallique. Vous trouverez toutes les trois stratégies utilisées dans différentes applications.