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延長線捲在一起使用,為什麼比較容易發熱甚至起火?

文/Tr.Vivi 親子科學 | Vivi 老師

Tr.Vivi 親子科學・科學解答

電流通過電線時,本來就會因為電阻產生熱。 延長線捲在一起後,多段發熱的電線彼此靠得很近,空氣又不容易流通,熱就比較難散出去。若再接上高功率電器,電流變大,發熱會更明顯,溫度可能一路累積到讓絕緣層受損。

延長線太長時,很多人會順手把多出來的部分捲起來,看起來比較整齊。

但如果延長線正在供電,尤其接著電暖器、電鍋、烤箱這類高功率電器,捲成一團反而會讓它更容易升溫。

電線為什麼通電就會發熱?

金屬導線雖然可以讓電流通過,但仍然有電阻。

電子在導線中移動時,會和材料內部的原子互相作用,一部分電能因此轉成熱,這種現象常稱為「焦耳熱」。

可以用一個簡單關係來理解:

P = I²R

P 是產生熱的功率,I 是電流,R 是電阻。

這個式子很重要,因為電流是平方關係。電流變成 2 倍時,在電阻相同的情況下,導線產生的熱可以增加到約 4 倍。

所以高功率電器需要較大的電流時,延長線本身也會產生更多熱。

捲起來之後,為什麼會更熱?

如果延長線完全攤開,每一段電線都能直接接觸周圍空氣,把產生的熱慢慢散出去。

捲成一圈一圈之後,很多正在發熱的電線會緊貼在一起。

內層的電線被外層包住,空氣不容易流動,散熱面積也變差。每一圈產生的熱又會一起累積在同一小塊空間裡。

可以把它想成一個人蓋一條薄被子,和十條發熱的電熱毯全部疊在一起。

每一條產生的熱可能沒有改變很多,但熱被困在中間後,溫度就容易越升越高。

發熱到什麼程度會有危險?

延長線外面通常包著塑膠絕緣材料。

如果溫度長時間過高,絕緣層可能逐漸軟化、老化,甚至熔化。導線之間一旦失去正常絕緣,就可能造成短路或起火。

經濟部標準檢驗局因此明確建議,使用延長線時應儘可能把電線展開,不要纏繞、綑綁,也不要用地毯或重物把它蓋住。

高耗電電器還要另外注意延長線的額定功率和電流。如果同一條延長線同時接了太多高功率設備,即使完全攤開,也可能因為電流過大而過熱。

所以延長線捲起來的危險,可以用兩個很基本的物理概念理解:

電流經過有電阻的電線會產生熱,而捲起來會讓這些熱更難散出去。

電流越大、散熱越差,溫度就越容易一路累積。

參考資料

  1. 經濟部標準檢驗局|使用轉接電源線組(延長線)注意事項
  2. 行政院消費者保護會|市售延長用電源線組品質檢測及標示查核結果
  3. OpenStax|Electrical Energy and Power
  4. Electrical Safety First|Extension Leads, Cable Reels and Block Adaptors

本文由 Tr.Vivi 親子科學原創整理,引用請註明出處:Tr.Vivi 親子科學(trvivi.com)。

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