為什么短路電流這么大,還得從歐姆定律I=U/R說起。在正常情況下,無論是感性負載、容性負載,還是阻性負載,都存在一定的感抗、容抗和阻抗。一旦它們發(fā)生故障或短路,感抗、容抗和阻抗都為零,交直流電壓都加到感抗、容抗和阻抗都為0的負載上,除了導線電阻,它當然是接近電源的電動勢。因此,短路電流很大。
說了這么多,下面我就給大家詳細分析一下電路的三種狀態(tài),利用直流電源的電動勢來分析。見下圖。
電路的三種狀態(tài):
電路有三種狀態(tài),有載工作狀態(tài)、開路狀態(tài)和短路狀態(tài)?,F(xiàn)以上圖所示的直流電為例,分析電路在各種狀態(tài)下的電壓、電流、功率特性。
1、有載工作狀態(tài)(通道)
在上圖(a)所示的電路中,電路處于負載工作狀態(tài)。E和Ro常數(shù)時,電源的外特性【電源的外特性是指電源的電動勢和內(nèi)阻可以認為是一個常數(shù)。因此,外電路電阻的變化是影響負載電阻電流大小的唯一因素。在正常情況下,Ro≤RL,所以隨著電源的輸出電流增大,其端電壓會降低。反映端電壓U與電流I之間關系的曲線U=f(I),稱為電源的外特性】,見下圖。
當E和Ro是常數(shù)時,可以知道I=E/RL+Ro,I取決于負載電阻RL。如果負載大(重),即RL小,電流就大;如果負載小(輕),即RL大,電流就小。
省略很小值的連接電阻后,電源的端電壓為負端電壓,即U=RLI。因為電源的內(nèi)阻一般都很小,當RL>Ro時,可以認為U≈E。
2、開路狀態(tài)(斷路)
在上述(b)所示的電路中,當外電路的電阻為無窮大時,電流為零,電路處于開路狀態(tài)。從公式U=E-RoI可以看出,當電路開路時,E=U。因此,電壓表可用于測量電源的電動勢。這時,電源不輸出電能,所以開路可以概括為I=0 U=E Ps=0。
3、短路狀態(tài)
在上面(c)所示的電路中,由于某種意外,電源線撞在一起,此時通過負載的電流為零,電路處于短路狀態(tài)。發(fā)生短路時,電流通過短路點與電源形成通路。由于電源的內(nèi)阻和連接線的電阻都很小,所以短路發(fā)生時電流很大,稱為短路電流,短路電流會對電源造成很大的損害,甚至破壞電源,并使連接線過熱,可能引起火災。
電源短路時,如果忽略連接線的電阻,則外部電路的電阻為零。雖然電流極大,但端電壓仍為零,電動勢全部降在電源的內(nèi)阻上。當短路可以概括為U=0時,I=Isc=E/Ro。
短路是一種嚴重的事故。除極少數(shù)情況外,應盡最大努力加以預防。短路的原因往往是由于絕緣損壞或接線錯誤。因此,電氣設備的絕緣狀況往往是危險的,是非常重要的安全防范措施。
審核編輯:湯梓紅
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