电子说
为什么短路电流这么大,还得从欧姆定律I=U/R说起。在正常情况下,无论是感性负载、容性负载,还是阻性负载,都存在一定的感抗、容抗和阻抗。一旦它们发生故障或短路,感抗、容抗和阻抗都为零,交直流电压都加到感抗、容抗和阻抗都为0的负载上,除了导线电阻,它当然是接近电源的电动势。因此,短路电流很大。
说了这么多,下面我就给大家详细分析一下电路的三种状态,利用直流电源的电动势来分析。见下图。
电路的三种状态:
电路有三种状态,有载工作状态、开路状态和短路状态。现以上图所示的直流电为例,分析电路在各种状态下的电压、电流、功率特性。
1、有载工作状态(通道)
在上图(a)所示的电路中,电路处于负载工作状态。E和Ro常数时,电源的外特性【电源的外特性是指电源的电动势和内阻可以认为是一个常数。因此,外电路电阻的变化是影响负载电阻电流大小的唯一因素。在正常情况下,Ro≤RL,所以随着电源的输出电流增大,其端电压会降低。反映端电压U与电流I之间关系的曲线U=f(I),称为电源的外特性】,见下图。
当E和Ro是常数时,可以知道I=E/RL+Ro,I取决于负载电阻RL。如果负载大(重),即RL小,电流就大;如果负载小(轻),即RL大,电流就小。
省略很小值的连接电阻后,电源的端电压为负端电压,即U=RLI。因为电源的内阻一般都很小,当RL>Ro时,可以认为U≈E。
2、开路状态(断路)
在上述(b)所示的电路中,当外电路的电阻为无穷大时,电流为零,电路处于开路状态。从公式U=E-RoI可以看出,当电路开路时,E=U。因此,电压表可用于测量电源的电动势。这时,电源不输出电能,所以开路可以概括为I=0 U=E Ps=0。
3、短路状态
在上面(c)所示的电路中,由于某种意外,电源线撞在一起,此时通过负载的电流为零,电路处于短路状态。发生短路时,电流通过短路点与电源形成通路。由于电源的内阻和连接线的电阻都很小,所以短路发生时电流很大,称为短路电流,短路电流会对电源造成很大的损害,甚至破坏电源,并使连接线过热,可能引起火灾。
电源短路时,如果忽略连接线的电阻,则外部电路的电阻为零。虽然电流极大,但端电压仍为零,电动势全部降在电源的内阻上。当短路可以概括为U=0时,I=Isc=E/Ro。
短路是一种严重的事故。除极少数情况外,应尽最大努力加以预防。短路的原因往往是由于绝缘损坏或接线错误。因此,电气设备的绝缘状况往往是危险的,是非常重要的安全防范措施。
审核编辑:汤梓红
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