由于以前的仪器设备的限制,对通电熔断的时间的精密测量带来很大的困难。这方面的研究很少,我们利用已经普遍使用的数字存贮示波器,(频率为60MHz,理论上说,时间测量可达1/60×10-6s,即几十纳秒)自行设计出一个实验,对金属丝的熔断特性进行了研究,由于保证了时间的测量精度,取得了较好的结果。
在理论上,无限大的空间,金属丝熔断可分为两种熔断,当提供给金属丝熔断的能量不是太大时,金属丝熔为液态而断开,称为熔化熔断;当提供给金属丝熔断的能量很大,金属丝直接气化成气体而断开,称为气化熔断。我们只对前者进行研究。熔断时间较长时,通电熔断的计算非常复杂,在通电期间,既要考虑金属丝获得的电能所提供的能量使其温度升高,又要考虑热辐射,热传导,对流对能量的损失。而这些损失都是温度和波长的涵数,还得考虑金属丝的电阻随温度的升高而电流减小的影响等等。但当金属丝熔断时间较短时,可忽略金属丝辐射热量散失的影响,设经过金属丝热传导损失的热量为Q1;金属丝达到熔断时的热容热量为Q2;电能提供金属丝温升的热量为Q。
数字存贮示波器(DS3062M),多挡位大电流电源(DV-201),数字万用表(TD890),自制的电子滤波大电流恒流源,自制的可调距离的接线柱,铜丝(d=0.075mm),千分尺(0~25mm/0.01mm ),游标卡尺(0.02mm )等。
金属丝熔断特性的实验研究表明:熔断电流的平方与熔断时间成线性函数关系。实验结果与理论计算符合得很好,因而理论计算中完全可以忽略掉金属丝通电发热的热辐射的复杂影响。