由于用電負荷量大而導致電壓降低是一個很常見的現象。這可以歸納為兩大類,既:電池和交流電源。下面就分別對這兩種電源作一簡單分析:
一、電池
對于電池來說,輸出電流大小對電池電壓的影響是非常大的。
我們常用的1.5ⅴ干電池空載電壓都會高于1.5ⅴ,但用它點亮小燈泡的同時,拿萬用表去測量,電壓就會明顯下降;12v汽車電瓶的空載電壓會達到13ⅴ左右,但在啟動的瞬間有時會降到10v以下。
造成這種現象的原因很復雜,但解釋這種現象的最好理論就是我們在物理課上學到的“全電路歐姆定律”
全電路歐姆定律也叫“閉合電路歐姆定律”,它是對電路進行整體的、客觀的分析時經常要用到的一條定律。因為仼何電源都存在內阻,在電源向外輸出能量時,耗電的不僅僅是電器負載,埋藏在電源里的內阻也會來“分一杯羹”,負載電器只能享用它剩下的那些電能。那么電源“內阻”是個什么東西呢?
大家知道,電池是以化學反應的方式來儲存和釋放電能的。既然是化學反應就會受反應條件和反應時間的限制。在同一種類的電池中,極板面積越大、反應越快、電池內阻也就會越小。
在電池使用過程中,隨著時間的推移 ,極板附近的垃圾會越來越多,進一步阻礙了化學反應的進程。這種阻礙作用體現在電池輸出電壓和電流的變化上,就是電池的內阻 。所以舊電池的內阻會逐步變大。而體積大的電池其內阻也會更低。
二、交流電源
我們平時用的220Ⅴ交流電大都是由變壓器來供電的。在負荷的高峰時段,很多用戶的電壓會被“拉低” 很多,有的甚至會低到180V以下。造成交流電壓降低的原因和直流電源并不完全一樣。
它們的相同原因是都要受到“全電路歐姆定律”的制約,除此之外交流電傳輸還要受到變壓器容量的限制。
發電廠的交流電要經過變壓器和傳輸線路才能到達用戶。這里的變壓器就相當于直流電路里的電池一樣,也存在一定的內阻。在向外輸出電能時,線圈導線的電阻也會消耗電能,并形成壓降,這就導致了帶負荷后變壓器的輸出電壓降低。另外傳輸線路的電阻也是形成壓降的重要原因,線徑越細壓降越大,而過分增加線徑也是不可能做到的。所以只能人為的定出一個允許壓降的范圍,只要不超限就可以了。
下面再說一下變壓器容量,因變壓器容量不足導致的壓降也是很常見的。這種壓降的原因是綜合性的。因為除了繞組的內阻(功率越小電阻越大)外,鐵芯的磁通量是決定變壓器輸出功率的主要因素。因為變壓器的所有輸出能量都是要靠鐵芯的交變磁場來傳遞,不同材料鐵芯所傳遞的磁通密度是不一樣的,當達到磁飽合時鐵芯就會失去傳遞功能。這也是高質量鐵芯制成變壓器體積小的原因。鐵芯尺寸(主要指截面積)越大變壓器容量越大。如果沒有足夠大的鐵芯來傳遞能量,既使繞組使用了超導材料也是無濟于事的。以上是我對這一常見現象的理解和分析。
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