电源有载作业、开路与短路

2017-05-05 19:17分类：电工基础知识阅读：

以最简略的直流电路(图1)为例，别离议论电源有载作业、开路与短路时的电流、电压和功率。


图1 电源有载作业	图2电源的外特性曲线

1、电源有载作业

将图1中的开关合上，接通电源与负载，这便是电源有载作业。

(1)电压与电流联络

运用欧姆规矩可列出电路中的电流I

　　　(1)

和负载电阻R两头的电压U

并由上两式可得出

　　　(2)

由上式可见，电源端电压小于电动势，两者之差为电流经过电源内阻所发作的电压降。电流愈大，则电源端电压下降得愈多。标明电源端电压U与输出电流I之间联络的曲线，称为电源的外特性曲线，如图1.6所示，其斜率与电源内阻有关。电源内阻通常很小。当时，则

上式标明，当电流(负载)改动时，电源的端电压改动不大，这阐明它带负载才干强。

(2)功率与功率平衡

式 (2)各项乘以电流I，则得功率平衡式

　　　(3)

式中：，是电源发作的功率；，是电源内阻上损耗的功率；，是电源输出的功率。

功率的单位是瓦[特](W)或千瓦(kW)。

(3)电源与负载的区别

剖析电路，还要区别哪个电路元件是电源(或起电源的效果)，哪个是负载(或起负载的效果)。

依据电压和电流的实习方向可断定某一元件是电源仍是负载：

电源U和I的实习方向相反，电流从“+”端流出，宣告功率；

负载U和I的实习方向一样，电流从“+”端流入，取刻苦率。

依据电压、电流的参看方向区别

若电压、电流的参看方向一样

为正值，是负载，取刻苦率；

为负值，是电源，宣告功率。

电压、电流的参看方向纷歧样

为正值，是电源，宣告功率；

为负值，是负载，取刻苦率。

(4) 额外值与实习值

各种电气设备的电压、电流及功率等都有一个额外值。例如一盏电灯上标的220V40W，这便是它的额外电压和额外功率。额外值是制造厂为了使商品能在给定的作业条件下正常作业而规矩的正常容许值。电气设备或元件的额外值常标在铭牌上或写在别的阐明中。额外电压、额外电流和额外功率别离用标明。

运用时，电压、电流和功率的实习值不用定等于它们的额外值，这也是一个首要的概念。

究其要素，一个是遭到外界的影响。例如电源额外电压为220V，但电源电压常常不坚定，稍低于或稍高于220V。这么，额外值为220V 40W的电灯上所加的电压不是220V，实习功率也就不是40W了。

另一要素是在必定电压下电源输出的功率和电流挑选于负载的巨细，便是负载需求多少功率和电流，电源就给多少，所以电源通常不用定处于额外作业状况，可是通常不该逾越额外值。关于电动机也是这么，它的实习功率和电流也挑选于它轴上所带的机械负载的巨细，通常也不用定处于额外作业状况。

2、电源开路

在图1.5所示的电路中，当开关断开时，则电源处于开路(空载)状况，如图1.7所示。开路时外电路的电阻对电源来说等于无量大，因而电路中电流为零。这时电源的端电压(称为开路电压或空载电压)等于电源电动势，电源不输出电能。

如上所述，电源开路时的特征可用下列各式标明：

　　　(4)

3、电源短路

在图1所示的电路中，当电源的两头因为某种要素此连在逐个同，电源则被短路，如图4所示。电源短路时，外电路的电阻可视为零，电流有捷径可通，不再流过负载。因为在电流的回路中仅有很小的电源内阻，所以这时的电流很大，此电流称为短路电流。短路电流或许使电源遭受机械的与热的损害或损坏。短路时电源所发作的电能全被内阻所耗费。


图3电源开路	图4电源短路

电源短路时因为外电路的电阻为零，所以电源的端电压也为零。这时电源的电动势悉数降在内阻上。

如上所述，电源短路时的特征可用下列各式标明：

　　　(5)

短路也可发作在负载端或线路的任何处。

短路通常是一种严峻事端，应当竭力避免。发作短路的要素通常是因为绝缘损坏或接线不妥心，因而常常查看电气设备和线路的绝缘状况是一项很首要的安全办法。此外，为了避免短路事端所构成的使的效果，通常在电路中接入熔断器或主动断路器，以便发作短路时，能活络将缺点电路主动切除。可是，有时因为某种需求，能够将电路中某一段短路(常称为短接)或进行某种短路实验。

由电源的开路电压和短路电流可核算它的电动势和内阻。