电流有热效应,是电流通过一段导体时候,因为电阻存在,阻碍电流运动而引起发热,类似粗糙路面和轮胎时间摩擦而发热一个道理,这个过程直接是电能转换成热能,根据焦耳定律,电流因为热效应产生的热量,和通过导体的电流大小的平方以及导体的电阻成正比例关系,当然供电时间越长,热量也会越大,只要有电流流过的回路(因为目前常温下几乎不存在绝对的超导),一定会发热的,只是发热量多少的问题
塑料是绝缘体,可以看成电阻非常大的导体
不用怀疑,普通的塑料是绝缘体,就是电阻非常大的导体,一般电线外皮就是一种塑料,当你用手去摸有电流通过的电线外皮时候,实际上有电流会流过塑料外皮,然后通过你的手流过你的身体,最终经过你的脚流入大地,形成回路,也就是说虽然塑料是“绝缘”的,实际上并不是绝对的绝缘,而是因为它的电阻太大了,所以回路里边的电流非常小,所以你无法体验到电流的存在。
正因为通过塑料的电流非常小,所以电流引起的发热热量微乎其微,因为对于纯阻性负载,根据欧姆定律,电压=电流*电阻,这样结合焦耳定律,可以得出电阻电路发热的公式:
发热功率=电压平方÷电阻
在电压不变前提下,电阻越大,发热功率会越小,这样发热量当然是越小的。塑料电阻太大了,所以发热的功率完全是可以忽略的。而对于真正的导体,恰恰是因为电阻小了,通过导体的电流会非常大,所以发热才会厉害。
塑料的电阻大小和发热计算
塑料是一种高分子类型的材料,它的体积电阻率都会高于10^12欧姆.cm,假设家庭用电单相电压220伏的火线,经过一条聚氯乙烯塑料棒,再经过零线,这条塑料棒的绝缘电阻率ρ,大概是10^14欧姆.cm,假如塑料棒截面积S是15cm^2的,长度L是10cm,根据电阻计算公式:
聚氯乙烯塑料棒的电阻R=ρL/S=(10^14欧姆.cm)*10cm/(15cm^2)=6.67*10^13欧姆。
根据焦耳定律,聚氯乙烯塑料棒通电220伏电压时候,发热的功率如下:
220*220/(6.67*10^13)=(7.3*10^-13)W,
而一般的灯泡都有20W左右,体积和整个塑料棒是差不多的,可以想象得到,20W是天文数字,灯泡工作时候摸上去是有温度的,但是塑料棒同样通电状态会有电功率,只有灯泡的万亿分之一而已。
也就是说,塑料棒通过电流的发热量,还没有你呵一口气的一点儿多,相信无法找到什么仪器来测量到它的存在,个人当然也无法通过体感来感觉到它的存在。