由于用电负荷量大而导致电压降低是一个很常见的現象。这可以归纳为两大类,既:电池和交流电源。下面就分别对这两种电源作一简单分析:
一.电池
对于电池来说,输出电流大小对电池电压的影响是非常大的。
我们常用的1.5ⅴ干电池空载电压都会高于1.5ⅴ,但用它点亮小灯泡的同时,拿万用表去测量,电压就会明显下降;12v汽车电瓶的空载电压会达到13ⅴ左右,但在启动的瞬间有时会降到10v以下。
造成这种现象的原因很复杂,但解释这种现象的最好理论就是我们在物理课上学到的“全电路欧姆定律”
全电路欧姆定律也叫“闭合电路欧姆定律”,它是对电路进行整体的、客观的分析时经常要用到的一条定律。因为仼何电源都存在内阻,在电源向外输出能量时,耗电的不仅仅是电器负载,埋藏在电源里的内阻也会来“分一杯羹”,负载电器只能享用它剩下的那些电能。那么电源“内阻”是个什么东西呢?
大家知道,电池是以化学反应的方式来储存和释放电能的。既然是化学反应就会受反应条件和反应时间的限制。在同一种类的电池中,极板面积越大、反应越快、电池内阻也就会越小。
在电池使用过程中,随着时间的推移 ,极板附近的垃圾会越来越多,进一步阻碍了化学反应的进程。这种阻碍作用体现在电池输出电压和电流的变化上,就是电池的内阻 。所以旧电池的内阻会逐步变大。而体积大的电池其内阻也会更低。
二.交流电源
我们平时用的220Ⅴ交流电大都是由变压器来供电的。在负荷的高峰时段,很多用户的电压会被“拉低” 很多,有的甚至会低到180V以下。造成交流电压降低的原因和直流电源并不完全一样。
它们的相同原因是都要受到“全电路欧姆定律”的制约,除此之外交流电传输还要受到变压器容量的限制。
发电厂的交流电要经过变压器和传输线路才能到达用户。这里的变压器就相当于直流电路里的电池一样,也存在一定的内阻。在向外输出电能时,线圈导线的电阻也会消耗电能,并形成压降,这就导致了带负荷后变压器的输出电压降低。另外传输线路的电阻也是形成压降的重要原因,线径越细压降越大,而过分增加线径也是不可能做到的。所以只能人为的定出一个允许压降的范围,只要不超限就可以了。
下面再说一下变压器容量,因变压器容量不足导致的压降也是很常见的。这种压降的原因是综合性的。因为除了绕组的内阻(功率越小电阻越大)外,铁芯的磁通量是决定变压器输出功率的主要因素。因为变压器的所有输出能量都是要靠铁芯的交变磁场来传递,不同材料铁芯所传递的磁通密度是不一样的,当达到磁饱合时铁芯就会失去传递功能。这也是高质量铁芯制成变压器体积小的原因。铁芯尺寸(主要指截面积)越大变压器容量越大。如果没有足够大的铁芯来传递能量,既使绕组使用了超导材料也是无济于事的。以上是我对这一常见现象的理解和分析。
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