ニクロム線

1Vの電圧でニクロム線（0,2mm×300mm）は、熱くなるか？

わかる人がいたら教えてください。おねがいします。

No.7 回答者： kusami3 回答日時： 2011/02/21 23:39

答：ニクロム線が焼き切れるまで熱くできる。

ただし、電流を流したことによって発生した熱を逃がさないようにニクロム線に閉じ込めておくこと。

実際には、どの程度熱くなるかは発生する熱と逃げる熱との関係で決まります。
この設問には重要な要素が欠落しているのできちんとした答えを得ることができないのです。

あなたがお使いのパソコンでもファンが唸っていると思いますが、なぜファンが必要かはお分かりですか？

No.6 回答者： drmuraberg 回答日時： 2011/02/21 00:55

たまたま手許に直径0.25mmのニクロム線と1.5Vの電池が有ったので実験してみました。

太さと電圧が違うので、発熱量 W = V^2/R が等しくなる様に、電圧Vに相当する
抵抗 Rの長さLをR～L/Sから求めました。Ｓは断面積です。
D1 = 0.20mm, L1 = 300mm　に相当するのは
D2 = 0.25mm, L2 = 1050mm となります。

この長さのニクロム線に1.5V電池を繋いで発熱を見ました。
結果は、唇で僅かな暖かみを感じる程度（指ではほとんど感じない）。

長さを400mm に短縮した場合、指で暖かさを感じる程度です。
唇の下に付けても熱くは感じません。

線径が2.0mmと違っても、熱くなることは無いと言えます。

スチロポールカッターを自作した事がありますが、この線径で
30cm程度の長さで1.5x2=3Vで十分だった記憶が有ります。
つまり150℃以上の熱さになるわけです。
発熱量は電圧Vの２乗ですから、４倍の発熱量になります。

No.5 回答者： tomiso313 回答日時： 2011/02/17 17:49

ニクロム線を何重にも折り曲げて（つまり短いニクロム線が何本も並列の状態で）使用すれば十分な熱量が得られます

ただし１V電源の内部抵抗は十分に小さくなければいけません
０．２ｍｍの線だったらかなり折れます

No.4 回答者： yamame17gou 回答日時： 2011/02/17 17:35

電源の電流容量さえあれば必要な働きをします。

No.3 回答者： kagakusuki 回答日時： 2011/02/17 17:21

　電流が流れる以上、多少なりとも温度は上がりますが、何℃以上だと熱くなったとするべきなのかという事が、御質問文中に書かれていないため、この御質問には正しい答えが存在しない事になってしまっています。

　それだけではあんまりなので、取り敢えず、どの位の発熱があるのかを計算してみます。

　断面積が1ｍ^2で長さが1ｍのニクロム線の電気抵抗は、0℃の条件下において、107.3×10^-8Ωです。
　電気抵抗は線の断面積に反比例し、線の長さに比例しますから、0.2mm×300mmのニクロム線の電気抵抗は

107.3×10^-8[Ω]×(0.3[ｍ]÷1[ｍ])÷((0.0002[ｍ]×0.0002[ｍ]×3.14159265)÷1[ｍ])＝2.56[Ω]

になります。
　電流が流れる事によって、1秒間に発生する熱量は、電圧と電流を掛け合わせた値に等しくなります。

1秒当たりの発熱量＝電圧×電流

　オームの法則により、

電流＝電圧÷抵抗

という関係が成り立っていますから、

1秒当たりの発熱量＝電圧×電流
＝電圧×(電圧÷抵抗)
＝電圧^2÷抵抗
＝1[V]^2÷2.56[Ω]
＝0.39[J]

となり、1秒毎に0.39ジュールの熱が発生する計算になります。
　これは、180ｇ(約コップ1杯)の水の温度を、14.5℃から15.5℃にまで温めるのに、約10.7秒かかる発熱量です。

No.2 回答者： sailor 回答日時： 2011/02/17 16:28

抵抗体の抵抗値は　R＝ρ・L/A　でもとめられます。

ここでRは求める抵抗値（Ω）　ρは抵抗体の比抵抗でニクロムの場合0.00000108Ω～0.00000140Ω　Lは長さで単位は単位（ｍ）　Aは断面積（m2）です。

ここで上記の値を代入するとR＝0.00000108ｘ0.3÷0.0000000314～0.00000140ｘ0.3÷0.0000000314ですから
R＝10.318Ω～13.375Ωとなります。となると0.1W～0.07W程度にしかならないので、熱くなるというよりいくらか温まったかな程度でしょうね。

No.1 回答者： SakuraiTomoka 回答日時： 2011/02/17 14:42

ジュール熱の量は抵抗値に比例しますので、矢張り電流値の範囲によって答えが変えられ得るのではないでしょうか？