铜厚越小,导线的截面积就越小,而电流密度是指电流通过导线截面积的比值,因此,如果电流通过的截面积减小,电流密度也会随之增加。当电流密度增加时,导线内部的电阻就会越来越大,因为导线截面积变小,通过这个截面积的电流就会越来越大,导致阻力增加。
当电流通过铜导线时,电子会在其中的原子中碰撞,使得铜离子晶格中的电子获得能量,从而影响电阻的大小。如果电流密度过大,就会使铜中的电子与离子碰撞频率增加,从而能量的损失也会更加严重,导线的电阻就会越来越大。
当电流通过一个导线时,导线就会有自发加热作用。这是由于通过导线的电流会使导线本身产生能量损失,这些能量以热量的形式散失。铜厚越小,导线的截面积就越小,相同的电流通过截面积更小的导线时,产生的能量、损失的热量就会更多。当导线本身温度升高时,电阻就会随之增加,同时,导线表面的温度也会升高,这样就会对周围产生热辐射。
电流集中现象是指,当电流通过导线时,会在导线某些区域内部聚集,使得这些区域的电流密度比其他地方高。铜导线越薄,电流集中现象就越容易出现。因此,导线表面的电流密度会比导线内部的电流密度更高,这就会使得导线表面升温更快,从而产生更多的热辐射。
金属导线的线性热膨胀系数是一个固定的物理特性,通常随着温度的升高而增加。因此,如果导线表面的温度升高,导线就会变得更膨胀,从而使得导线的铜厚变得更小,从而进一步加剧了以上3个因素所带来的影响。在高温下,这个效应尤其明显。