och $64,000-frågan Är … leder grafit elektricitet? Det gör det verkligen! Videodemonstrationen visar detta ganska övertygande. Grafit är ett intressant material, en allotrop av kol (som är diamant). Det visar egenskaper hos både metaller och icke-metaller. Men som en metall är grafit en mycket bra ledare av elektricitet på grund av elektronernas rörlighet i dess yttre valensskal.
genom att granska några grundläggande principer för el kan vi också se varför vi steker pennan. Enligt Ohms lag, som gäller för de flesta enkla elektriska kretsar, V = IR där V är spänningen som appliceras över kretsen, R är kretsens motstånd och I är kretsens motstånd resulterande ström. Eftersom grafiten har låg resistans och hög ledningsförmåga kommer den att dra en stor ström genom kretsen, och denna stora ström kommer att värma upp grafiten snabbt på grund av friktionsuppvärmning när laddningarna migrerar genom kretsen. Resultatet är en spännande visning av glödande grafit och flammande pennor.
Om du någonsin har anslutit en koppartråd direkt till båda terminalerna på ett batteri har du märkt hur varmt ledningen blir. Utan något med mer motstånd i kretsen (till exempel en glödlampa) för att minska strömmen kommer du att generera mycket värme (och du kommer också att slita ut batteriet före dess tid). Detta är fallet med kretsen i videon. Om du lade till en glödlampa i kretsen skulle strömmen gå ner, koltråden skulle inte bli så varm och demon skulle inte vara så dramatisk. Demonstrationen illustrerar också indirekt risken för en ” kortslutning.”Dessa finns när ett motstånd i en krets kringgås av en tråd med låg motstånd. Detta kan till exempel hända om isoleringen som omger ledningarna på en hushållsapparat blir sliten. Om ledningarna möts kan strömmen kringgå apparaten, skapa en extremt lågmotståndsgren i dina hushållskretsar och inducera snabb ”ohmisk” uppvärmning och därmed möjligheten till elektrisk brand. Det är bra att vi har brytare idag!
Adam Weiner är författare till Don ’ t Try This at Home! Fysiken i Hollywood-filmer.