电源外特性和输出功率.
电源的输出功率外电路得到的功率
A.图象交点所示状态, U
两电路的外电阻相等
1
B.E1>E2,r1>r2
2
C.图象交点所示状态,
两电路的电阻相等 O
I
D.E1>E2,r1<r2
三恒定电流电路的动态变化分析：
3.如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，
当滑动变阻器的滑动触点向上端移动时（A ）
A、电压表的读数增大，电流表的读数减小
A、R1短路
B、R2短路
C、R3短路
D、R1断路
R1
A
V
R2
R3
s Er
12在图 所示的电路中，电源电压不变。闭合开关 K后，灯L1、L2都发光，—段时间后，其中的一 盏灯突然变亮，而电压表Vl的示数变小，电压表 V2的示数变大，则产生这一现象的原因是 ( )
电压是Uab=6V,Uad=0V,Ucd=6V,由此可以判定C
()
A、L1和L2 的灯丝都烧断了 a
B、L1的灯丝烧断
C、L2的灯丝烧断
s
D、变阻器R断路
b
d L1
L2
c R
11.如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻 发生短路或者断路故障,电压表和电流表的读
数都增大,则肯定出现了下列那种故障( A )
(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流. (2)然后将开关S断开,求这以后流过R1的总电量.
R1
R2
(1)I=1A
E
C
s
(2)Q=1.2X10-4C
9.如图所示,将一电动势E=6V,内阻r=0.5Ω的电
源,与一粗细均匀的电阻丝相连,电阻丝的长度
为L=0.3m,阻值为R=4Ω,电容器的电容为
弧焊电源重要知识点
2.焊接引弧分：接触引弧、非接触引弧。
3.焊接电弧静特性：一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压U f与电弧电流I f 之间的关系，即焊接电弧的静特性伏安特性，可表示为：U f = f ( I f ) .4.焊接电弧动特性：在一定的弧长下，当电弧电流很快变化的时候，电弧电压与电流瞬时值之间的关系，可表示为：u f = f ( i f ) .5.电弧焊、埋弧焊多半工作在静特性的水平段；非熔化极气体保护焊、微束等离子弧焊、等离子弧焊多半工作在水平段，当焊接电流较大时才工作在上升段；熔焊）、水下焊基本工作在上升段。
化极气体保护焊（MAG、CO26.交流电弧的特点：①电弧周期性地熄灭和引燃；②电弧电压和电流波形发生畸变；③热惯性作用较为明显。
8.影响交流电话稳定燃烧的因素：⑴空载电压U0，U0愈高，同等大小的引弧电压下，熄弧时间t x愈短，电弧就愈稳定；⑵引燃电压U yh，U yh愈高，引燃电弧愈短，电弧愈不易稳定；⑶电路参数，增加L或减小R，使比值增大，可使电弧趋于稳定燃烧；⑷电弧电流，电弧电流愈大，可导致U yh降低，电弧的稳定性提高；⑸电源频率f，f的提高，周期和电弧熄灭的时间t x1相应缩短，热惯性作用增强，提高了电弧稳定性；⑹电极的热物理性能和尺寸，电极有较大的热容量和热导率，或尺寸较大，熔点较低，则电极散热较快，温度较低，U yh较大，电弧稳定性下。
9.提高交流电弧稳定性的措施，①提高弧焊电源频率；②提高电源的空载电压；③改善电弧电流的波形；④叠加高压电。
10弧焊工艺对弧焊电源要求：①保证引弧容易；②保证电弧稳定；③保证焊接参数稳定；④具有足够宽度的焊接参数调节范围。
11.弧焊电源电气性能四个考虑方面：①对弧焊电源空载电压的要求；②对弧焊电源外特性的要求；③对弧焊电源调节性能的要求；④对弧焊电源动特性的要求。
12.电源外特性：在电源参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压稳定值U y与输出电流稳定值I y之间的关系。
工学第章对弧焊电源的基本要求
• 对操作人员加强保护的机械夹持焊炬情况下：直流 141V峰值、交流141V峰值和100 V有效值。
• 等离子切割：直流500V峰值。
综合考虑引弧、稳弧工艺需要，空载电压通常具体要求如下:
• 弧焊变压器 ：U0 ≤80 V
U U01 U02
I0
I (4)平外特性
适合于焊条电弧焊
0
I1 I2 I3 I4 I5
I
(5)
1. 焊条电弧焊 电流的调节范围不大，在焊接不同厚度的工件时，电弧
电压一般保持不变，只调节焊接电流。
2. 埋弧焊
If增加时熔深随着增大，要求增大Uf以使熔宽相应增加，从 而保持合适的焊缝几何尺寸．当Uf增大时，则要求U0相应提
Ifmin If (Ie) Ifmax
I
使用下降外特性电源的不同方法的负载特性：
焊条电弧焊、埋弧焊：
If≤600A时，Uw(V)=20+0.04If (V) U
If>600A时，Uw(V)=44(V)。
U0
TIG焊、等离子弧焊：
If≤600A时，Uw(V)=10+0.04If
(V)
Uwe Uw
If>600A时，Uw(V)=34 (V)。
dI
系统的动平衡方程：
Uy(I) Uf(I) L dt
外界干扰电流发生变化： If If Δif
此时：Uy(If
Δif
)
Uf(If
Δif
) L d(If
Δif dtຫໍສະໝຸດ )(1)U
Uf
A1
1
B1
B1′
2
电路的动态分析问题
闭合电路的欧姆定律的应用一、电路的动态分析问题闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。
讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系思路:动态电路的分析方法程序法：基本思路是“局部→整体→局部”，即从阻值部分的变化入手，由串、并联规律判断总电阻的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况，最后由部分电路欧姆定律判断各部分电路中物理量的变化情况。
分析步骤详解如下：(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。
(2)根据局部电阻的变化，确定电路的外电阻R外总如何变化。
(3)根据闭合电路欧姆定律I总=E/(R外总+r)，确定电路的总电流如何变化。
(4)由U内=I总r，确定电源的内电压如何变化。
(5)由U外=E-U内，确定电源的外电压如何变化。
(6)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化。
(7)确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。
由以上步骤可以看出，基本思路是“局部→整体→局部”，同时要灵活地选用公式，每一步推导都要有确切的依据。
例1、如图所示电路,当滑动变阻器的滑片P向上移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?练习 1. 如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，下面说法正确的是（）A. 电压表和电流表的读数都减小；B. 电压表和电流表的读数都增加；C. 电压表读数减小，电流表的读数增加D. 电压表读数增加，电流表的读数减小2、如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时（）A．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大B．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小C．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大D．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小3、如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，各表（各电表内阻对电路的影响均不考虑）的示数如何变化？为什么？4、 在如图电路中，闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示．下列比值正确的是 （ ）A 、U 1/I 不变，ΔU 1/ΔI 不变．B 、U 2/I 变大，ΔU 2/ΔI 变大．C 、U 2/I 变大，ΔU 2/ΔI 不变．D 、U 3/I 变大，ΔU 3/ΔI 不变．5、如图所示，电源电动势为E ，内电阻为r ．当滑动变阻器的触片P 从右端滑到左端时，发现电压表V 1、V 2示数变化的绝对值分别为ΔU 1和ΔU 2，下列说法中正确的是（ ）A ．小灯泡L 1、L 3变暗，L 2变亮B ．小灯泡L 3变暗，L 1、L 2变亮C ．ΔU 1<ΔU 2D ．ΔU 1>ΔU 2二、电源的外部特性曲线 ——路端电压U 随电流I 变化的图像．(1)图像的函数表达式 (2)图像的物理意义 ：①在纵轴上的截距表示电源的电动势E 。
如何选择合适的开关电源
如何选择合适的开关电源开关电源是一种将交流电转换为直流电供电设备的电源装置。
它广泛应用于各种电子设备中，如计算机、通讯设备、工业控制系统等。
选择合适的开关电源对于设备的正常运行至关重要。
本文将从功率需求、输出特性、可靠性等多个方面介绍如何选择合适的开关电源。
一、功率需求首先，需要明确需要供电的设备的功率需求。
开关电源的功率通常以瓦特（W）为单位进行标示。
在选购开关电源时，需要确保所选电源的额定功率比设备的功率需求要高一些，以提供足够的供电能力。
过小的功率可能导致设备无法正常工作，过大的功率则可能浪费电能或导致电源的不稳定性。
二、输出特性开关电源的输出特性是一个关键考虑因素。
首先，需要确定设备所需的输出电压和输出电流。
一般来说，开关电源应该提供稳定的输出电压，以确保设备的正常运行。
另外，也要注意开关电源的输出电流是否能够满足设备的需求，过小的输出电流可能导致设备无法正常工作。
此外，还需要关注开关电源的纹波和噪声水平。
纹波是指输出电压的波动，噪声是指在电源输出上引入的杂散信号。
过高的纹波和噪声会对设备的正常运行产生不利影响，因此，选择开关电源时应该尽量选择纹波和噪声较低的产品。
三、效率和能效标准开关电源的效率是指它将输入电能转换为输出电能的比例。
高效率的开关电源可以减少能源浪费，并且在工作时产生较少的热量，有助于提高设备的可靠性。
因此，在选购时应尽量选择高效率的开关电源。
能效标准用于评估开关电源的能源利用效率。
一些国家和地区制定了能效标准，要求生产和销售的开关电源符合一定的能效要求。
在选择开关电源时，可以参考当地的能效标准，并选择符合要求的产品。
四、可靠性和安全性可靠性是选择开关电源时需要考虑的重要因素之一。
可靠性取决于电源的设计和制造质量。
一些可靠性指标包括寿命、故障率和温度等。
寿命越长，故障率越低的开关电源一般更可靠。
此外，开关电源的安全性也是一个重要的考虑因素。
应该选择符合相关安全标准的产品，如过压保护、过流保护、短路保护等功能可以提高设备的安全性。
测定直流稳压电源与实际电压源的外特性实验数据实验数据
测定直流稳压电源与实际电压源的外特性实验数据实验数据
在测定直流稳压电源与实际电压源的外特性时，一般可以进行以下实验：
1. 输出电压稳定性实验：通过给定的负载条件，测量输出电压的波动情况以评估直流稳压电源的稳定性能。
2. 输出电流能力实验：测试直流稳压电源的最大输出电流能力，以确定其是否满足实际应用的需求。
3. 转换效率实验：测量直流稳压电源在不同负载情况下的输入功率和输出功率，计算转换效率，以评估其能量转化的效率。
4. 调整时间实验：通过对直流稳压电源的输入电压进行突变，观察输出电压的调整时间，以评估其动态响应能力。
以上只是一些常见的实验内容，具体的实验数据需要根据具体的实验设备和实验要求进行设计和采集。
确保在实验过程中遵守相关的安全操作规范，并确保设备和电源的正确连接和使用。
电源外特性
（3）缓降特性
• 电压、电流负反馈始终同时采用，根据式(4)，当 Ugu≠0时，Ugi≠0，即得：
∂U f / ∂I f = K 2 nf / K1m （7） • • 由上式可是知，得到的外特性是斜降的，如图13 中曲线3所示 • 电压大于一定值时只取电流负反馈，当电压小 于此值时，同时采用电流负反馈和电压负反馈，分 别根据以上两式，可得如图13中曲线4所示的恒流 加外拖特性。此外，还可获得其他形状的外特性。
(1)恒压特性的获得 • 只取决电压负反馈时，即mUf≠0，nIf=0，根 据公式(4)得到: Ugu-mUf=0 即Uf= Ugu/m （5） 式中，m为分压比，为常数。 Uf取决于Ugu，Ugu一经给定后不变。则 电源输出电压Uf也不变，即只用电压负反馈 时可得到恒压外特性，如图13中曲线1所示。
2、熔化极弧焊
（1）等速送丝控制系统的熔化极弧焊 CO2/MAG、MIG焊或细丝的直流埋弧自动焊 一般工作于电弧静特性的上升段，电源外特 性为下降、平、微升都可以满足“电源— 电弧”系统稳定条件。图10所示了电弧静 特性为上升形状时，电源外特性对电流偏 差的影响。
图 10 电源外特性对电流偏差的影响
图 9 弧长变化引起的电流偏移
• 使用图9中曲线3所示的垂降外特性的电源， 焊接工艺参数是最稳定的，电弧弹性也是 最好的。但是其Iwd过小，容易造成引弧困 难，电弧推力弱，熔深浅，而且熔滴过渡 困难，故一般采用恒流带外拖的弧焊电源， 如图5所示。它即可体现恒流特性使焊接工 艺参数稳定的特点，又通过外拖增大短路 电流，提高引弧性能和电弧熔透能力。而 且可以根据焊条类型，板厚和工件位置的 不同来调节外拖拐点和外拖部分斜率，使 熔深过渡有合适的推力，从而得到稳定的 焊接过程和良好的焊缝成形。
电弧及对弧焊电源的基本要求
在稳定工作的条件下，电弧电流If、电压Uf、空载电压U0和等效阻抗Z之间的 关系，可用下式表示：
U f U 0 If Z
或者
If
U 0
U F Z
当U0不变而改变Z时，便可得到一族外特性曲线，图7－10a为得到的下降外特 性，图7－10b为平外特性。
图7－10 改变等效阻抗时的外特性 a）下降外特性 b）平外特性
(1) 由空载到短路
1）瞬时短路电流峰值Isd 由空载到短路时的Isd值影响开始焊接时的引弧过程。 Isd太小，则不利于这时的热发射和热电离，使引弧困难；若此值太大，则造成 飞溅大甚至引起工件烧穿。对它的要求指标，是以其与稳定短路电流之比—— Isd/Iwd来衡量。 2) 0.05s瞬时短路电流值Isd’ 对Isd’大，则表示短路电流由峰值降下来的过 程慢，短路电流冲击能量大，引起的飞溅严重，使工件烧穿的危险性大，它也影 响引弧性能。对它的要求指标，也以其与稳定短路电流之比——Isd’／Iwd来衡 量。因实际意义不大，故一般不考核。
4． 要有良好的经济性
5． 保证人身安全
1．交流弧焊电源 为了保证引弧容易和电弧的连续燃烧，通常采用
U0 (1.8 ~ 2.25) Uf
手弧焊电源 U0＝55～70V 埋弧自动焊电源 U0＝70～90V
2. 直流弧焊电源 直流电弧比交流电视易于稳定，但为了容易引弧，一般 也取接近于交流弧焊电源的空载电压，只是下限约低10V。
根据有关规定，当弧焊电源输入电压为额定值和在整个调整范围内，空 载电压应符合：
弧焊变压器 U0≤80V 弧焊整流器 U0≤85V 弧焊发电机 U0≤100V
第二节 对弧焊电源调节性能的要求
一、电源的调节性能
弧焊电源能满足不同工作电压、电流的需求的可调性能为其调节性能。 它是通过电源外特性的调节来体现的。
电源外特性曲线
电源外特性曲线
电源外特性曲线是一个重要的测试工具，用于分析电源的性能特性、
故障和灵敏度/可靠性。
下面是一些常见的电源外特性曲线：
1. 功率输出曲线：以负载电流为横轴，输出功率为纵轴，来测量源的“最大功率”限制，以及适应多种负载的能力。
2. 频率响应曲线：以频率作为横轴，纵轴为输出电压，来衡量源的谐
振/噪声行为和频率响应功能。
3. 辐射曲线：用于评估电源对到达它的电磁辐射的响应程度，以衡量
其适应性和可缩放特性。
4. OVP/UVP 曲线：以电压作为横轴，负载电流为纵轴，来评估源的OVP/UVP 功能，以防止源在出现故障时将负载烧毁。
5. 热性能变化曲线：以温度为横轴，负载电流和电压调整纵轴，来评
估源的热行为特性有多大的变化。
6. 交直流抵消抢占曲线：以负载电流为横轴，交流或直流电压为纵轴，以测量源的抵消能力和可缩放特性。
7. 过载耐受能力曲线：以当负载超过额定电流时的负载电流为横轴，
由负载电压升至电流断开电压纵轴，以测量源对过载变化的响应程度。
通过测量电源外特性曲线，可以清楚地了解电源性能、故障率和可靠
性水平。
此外，这些曲线还有助于测量电源的散热性能，耐受负载变
化的能力，以及辐射和频率响应行为等。
这样就可以更好地满足用户
对电源的灵活性和可靠性的要求，为客户提供更高效能的产品。
《弧焊电源》复习资料
《弧焊电源》复习资料第一章名词解释焊接电弧的基本物理现象：气体的电离和电子发射1.气体原子的电离：使电子完全脱离原子核的束缚，形成离子和自由电子的过程。
2.热电离：高温下，具有高动能的气体原子或分子互相碰撞而引起的电离。
3．热发射：物质的固体或液体表面受热后，其中某些电子具有大于逸出功的能量而逸出到表面外的空间去的现象。
4.电子发射：在阴极表面的原子或分子，接受外界的能量而释放出自由电子的现象。
5.焊接电弧静特性：一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压Uf 与电弧电流If之间的关系，成为焊接电弧静特性。
6.焊接电弧动特性：在一定的弧长下，当电弧电流很快变化的时候，电弧电压与电流瞬时值之间的关系uf=f(if)7.弧焊电源外特性：在电源参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压稳定值Uy与输出的电流稳定值Iy之间的关系Uy=f(Iy)，称为电源外特性。
8.强电场作用下的自发射：物质的固体或液体表面，虽然温度不高，但当存在强电场并在表面附近形成较大的电位差时，使阴极有较多的电子发射出来，这就称为强电场作用下的自发射。
9.接触引弧：在弧焊电源接通后，电极与工件直接短路接触，随后拉开，从而把电弧引燃起来。
10.非接触引弧：指在电极和工件之间存在一定间隙，施以高电压来击穿间隙，使电弧引燃。
11．负载持续率：Fs=负载持续运行时间t ／（负载持续运行时间t+休止时间）*100%12.弧焊电源调节性：弧焊电源满足不同的工作电压、电源的需求的可调节性。
1. 焊接电弧物理现象：气体的电离和电子发射。
2.气体原子电离的三种形式：撞击电离、热电离、光电离。
3.电子发射的四种形式：热发射、光电发射、重粒子撞击发射、强电场作用下的自发射。
逸出功：电子发射所需的能量，约为电离能的1|2~1|4.4.电弧的三个组成部分及电位分布。
电弧有三个部分构成：阴极区、阳极区、弧柱区。
阳极区存在阳极压降：基本上与电流无关，近似为一常数。
电源外特性实验报告
电源外特性实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对电源的外特性进行实验，掌握电源的输出特性、效率特性和稳定性特性，加深对电源工作原理的理解，为电源的设计和应用提供实验依据。
二、实验原理。
电源的外特性是指在负载不同的情况下，电源输出电压、电流的变化规律。
电源的输出特性主要包括静态输出特性和动态输出特性。
静态输出特性是指在稳态工作条件下，电源输出电压与负载之间的关系；动态输出特性是指在负载变化时，电源输出电压的瞬时响应特性。
电源的效率特性是指电源输出功率与输入功率之比，反映了电源的能量转换效率。
电源的稳定性特性是指电源在外部环境变化或负载变化时，输出电压的稳定性。
三、实验内容。
1. 静态输出特性实验，在不同负载下，测量电源输出电压和输出电流，绘制输出特性曲线。
2. 动态输出特性实验，在负载突变时，记录电源输出电压的瞬时响应情况。
3. 效率特性实验，测量不同输出功率下的输入功率和输出功率，计算电源的效率。
4. 稳定性特性实验，在外部环境变化或负载变化时，观察电源输出电压的稳定性。
四、实验步骤。
1. 连接电源和负载，调节电源输出电压和输出电流的大小。
2. 在不同负载下，测量电源输出电压和输出电流的数值。
3. 记录负载突变时电源输出电压的瞬时响应情况。
4. 测量不同输出功率下的输入功率和输出功率，并计算电源的效率。
5. 在外部环境变化或负载变化时，观察电源输出电压的变化情况。
五、实验数据。
1. 静态输出特性曲线图。
（插入静态输出特性曲线图）。
2. 动态输出特性响应图。
（插入动态输出特性响应图）。
3. 效率特性数据表。
（插入效率特性数据表）。
4. 稳定性特性观察记录。
（插入稳定性特性观察记录）。
六、实验结果分析。
1. 通过静态输出特性曲线图可以看出，在不同负载下，电源输出电压随着负载的变化呈现出一定的规律，为后续电源设计提供了参考依据。
2. 动态输出特性响应图显示了电源在负载突变时的瞬时响应情况，为电源的稳定性提供了重要的参考信息。
电源输出功率
06 电源输出功率的应用
在电子设备中的应用
电子设备运行
电源输出功率是电子设备正常运 行的关键因素，为设备提供所需 的电能。
设备性能
电源输出功率的大小直接影响电 子设备的性能，如计算机的处理 器速度、屏幕亮度等。
设备尺寸
随着电源输出功率的提高，电子 设备的尺寸和重量可能增加，以 满足更大的能耗需求。
电源输出功率的计算公式
1
电源输出功率是指电源在单位时间内向外提供的 电能，计算公式为 P = UI。
2
其中，P 代表电源输出功率（单位为瓦特），U 代表电压（单位为伏特），I 代表电流（单位为 安培）。
3
通过测量电源的电压和电流，可以计算出电源的 输出功率，进而评估电源的性能和负载能力。
03 电源输出功率的影响因素
数字万用表测量法
总结词
通过数字万用表测量电压、电流和电阻值，间接计算出电源的输出功率。
详细描述
使用数字万用表的电压档和电流档分别测量电源的输出电压和电流，然后通过公式 P = UI（功率等于电 压乘以电流）计算出输出功率。需要注意的是，数字万用表需要选择合适的量程，以确保测量的准确性和 安全。
05 提高电源输出功率的措施
风力发电
风力发电机的电源输出功率取决 于风速和风能转换效率，是衡量
风力发电能力的重要指标。
太阳能发电
太阳能电池板的电源输出功率取决 于光照强度和电池转换效率，是衡 量太阳能发电能力的重要指标。
新能源汽车
新能源汽车的电源输出功率决定了 车辆的加速性能、爬坡能力和最高 车速，是衡量车辆性能的重要参数。
THANKS FOR WATCHING
负载阻抗的影响
总结词
总结归纳各类电源的外特性
总结归纳各类电源的外特性电源是现代电子设备中不可或缺的组成部分，它提供了稳定的电能供应。
不同类型的电源具有不同的外特性，本文将对各类电源的外特性进行归纳和总结。
一、直流电源的外特性：直流电源是指输出直流电信号的电源，常见的有电池、直流电源适配器等。
直流电源的外特性主要包括输出电压、输出电流、输出功率、负载调整能力等。
1. 输出电压：直流电源的输出电压通常由电源设计决定，在工作过程中应保持相对稳定。
直流电源适应不同设备需求的常见电压输出值有5V、12V、24V等。
2. 输出电流：输出电流表示电源所能提供的最大电流值。
直流电源的输出电流应满足所连接设备的电流需求，过小可能导致设备无法正常工作，过大则可能会损坏设备。
3. 输出功率：输出功率是直流电源所能提供的功率值，它与输出电压和电流相关。
输出功率越大，电源所能驱动的设备越多或者越大功率的设备。
4. 负载调整能力：负载调整能力是指直流电源在设备负载变化时，输出电压和电流的能力，即稳定性。
良好的负载调整能力能够保证电源在负载变化时输出电压和电流的稳定性。
二、交流电源的外特性：交流电源是指输出交变电信号的电源，常见的有交流电插座、交流电适配器等。
交流电源的外特性主要包括输出电压、输出频率、输出功率等。
1. 输出电压：交流电源的输出电压通常由地区的供电标准决定。
在中国，家庭用电的输出电压标准为220V。
而在其他地区，输出电压标准多样，如美国为110V。
2. 输出频率：输出频率指交流电源所提供的电信号的振荡频率，通常为50Hz或60Hz。
不同地区和不同设备对输出频率的要求可能有所不同。
3. 输出功率：输出功率是交流电源所能提供的有效功率值。
交流电源的输出功率应满足所连接设备的功率需求，过小可能无法正常工作，过大可能会损坏设备。
三、开关电源的外特性：开关电源是一种高效率的电源，它将输入交流电转换为稳定的直流电输出。
开关电源的外特性主要包括转换效率、输出纹波、过载保护等。
电源外特性
图8
二、不同焊接方法对于外特性的要求
• 电源的外特性形状除了影响“电源—电弧” 系统的稳定性之外，还关联着焊接工艺参 数的稳定，同时还关系到电源的引弧性能、 熔滴过渡过程和使用安全性等。所以，一 定形状的电弧静特性需选择适当形状的电 源外特性与之配合，才能既满足系统的稳 定条件又能保证焊接工艺参数稳定。
占空比的大小又是由误差控制电压UK确 定的，所以只要以不同方式确定UK的大小， 就可获得不同形状的外特性。 • 逆变弧焊电源是利用电子控制系统和电流 电压反馈闭环控制来获得不同外特性曲线 形状的。根据逆变弧焊电源的控制系统组 成框图，可以利用方框图和方程式来描绘 逆变电源闭环控制系统,如图12 •
图 11 双阶梯形特性
• 在脉冲阶段电源具有恒流特性，因此熔滴 过渡均匀；在维弧阶段电源具有恒压特性， “电源—电弧”系统自身调节作用强，能 防止短路。 • 根据不同的焊接工艺要求，脉冲电弧和维 弧电弧的工作点也可以分别处在恒压和恒 流特性段，或者任意组合，这就是所谓的 可控外特性。
三、电源外特性的获得
（3）缓降特性
• 电压、电流负反馈始终同时采用，根据式(4)，当 Ugu≠0时，Ugi≠0，即得：
∂U f / ∂I f = K 2 nf / K1m （7） • • 由上式可是知，得到的外特性是斜降的，如图13 中曲线3所示 • 电压大于一定值时只取电流负反馈，当电压小 于此值时，同时采用电流负反馈和电压负反馈，分 别根据以上两式，可得如图13中曲线4所示的恒流 加外拖特性。此外，还可获得其他形状的外特性。
图 9 弧长变化引起的电流偏移
• 使用图9中曲线3所示的垂降外特性的电源， 焊接工艺参数是最稳定的，电弧弹性也是 最好的。但是其Iwd过小，容易造成引弧困 难，电弧推力弱，熔深浅，而且熔滴过渡 困难，故一般采用恒流带外拖的弧焊电源， 如图5所示。它即可体现恒流特性使焊接工 艺参数稳定的特点，又通过外拖增大短路 电流，提高引弧性能和电弧熔透能力。而 且可以根据焊条类型，板厚和工件位置的 不同来调节外拖拐点和外拖部分斜率，使 熔深过渡有合适的推力，从而得到稳定的 焊接过程和良好的焊缝成形。
开关电源负载怎样检测？一篇宝藏文档看完秒会(民熔)
开关电源负载检测指南1、负载动态响应测试说明：输入、输出电压为额定值，输出负载在额定值的25％-50％-25％和50％-75％-50％变化，恢复时间≤200us时，输出电压的超调量≤输出电压整定值的±5％；恢复时间》200us，输出电压的超调量≤输出电压整定值负载调整率（即要求不能够超过输出电压整定值的±0.5％）。
注：恢复时间是指直流输出电压变化量上升至大于稳压精度处开始，会至小于等于并不超过稳压精度处止的这段时间。
过冲幅度以及恢复时间的定义详见下图：具体要求见规格书和企标要求。
测试方法：输入为额定电压，输出整定在屋顶之，利用电子负载的恒流模式设置跳变来实现输出负载的跳变（跳变时间为5ms，如果5ms内，模块无法回复到稳态，需要让跳变时间加长，让模块能够达到稳态。
tr 和tf按照20us对应1A来设置，如100A的模块，负载从25A跳到50A，跳变25A，tr和tf就是500us左右），对于某些大功率模块，可采用并联固定负载的方法实现如50％到75％负载跳变，可以用50％固定负载，再用电子负载实现0到25％跳变，用示波器测量输出电压的变化。
（注意：测试时，示波器采用交流耦合方式，触发方式可以用Auto或者normal，时间为ms级，就能够很快的把波形捕捉到）判定标准：符合测试说明，合格；否则不合格。
2、输出外特性测试说明：测试模块在额定输入电压，浮充状态下的输出外特性曲线（输出电压/输出电流关系曲线）。
测试方法：调节输入电压为额定电压，输出电压为浮充电压，输出负载为空载，不断的增加负载（步长可以根据不同的模块而不同，容量小的模块步长可以稍微的小一些），记录在每一个输出负载下，模块的输出电流和输出电压，当模块输出到了限流以后，继续增加负载和记录模块的输出电压、电流，直到模块的输出小于10V为止，测试完毕以后，画出模块的输出电压和电流的关系曲线，就是输出外特性曲线（为了保证测试的准确性，要求测试点必须多于15个）。
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关系的函数图像。
2.如图，外电路有一电阻R，电源为一节干电池，内阻为r ，电动势为E，该电路的总功率、 电源内消耗功率、电源向负载 输出的功率分别为多少？
I
R
S
A
E
B r
谢谢观赏
U/V E
U内=I ×r U外=I ×R
2.当电流I≠0时，路端电压U=I×R， 左图斜线的斜率即为电源内阻。
3.当电源短路时，I短=E/r（延长曲 线与X轴交点得到I短值），则 U=E- I短× r=0，此时为严重的故 障状态，应该避免发生。 如果为维修或调试设备必须短路， 则应保证在电路安全的状况下。
• 已知在闭合回路中， 电源电动势为外电路 电压和内电路电压之
外电路
I
R S
和，即E=U外+U内。
则在等式两边同时乘
以该电路的电流I得
到EI=U外I+U内I,即 P总=P外+P内。
A
E
B r
闭合回路中的功率关系：
电源提供的总功率：P总=EI
电源内耗功率：P内=U内I=
电源输出功率：P外=U外I= 电源向负载输出的功率即为电源的输出 功率。
I=E/(R+r)=2A，P总=EI=4×2=8W
R
V
r
E
P内=I×I×r=2×2×0.2=0.8W
P外=UI=I×I×R=2×2×1.8=7.2W
拓展知识
电源向负载输出功率的最大值是什么：
2 P外=U外I=I R =
=
=
当 R=r 时,即外阻等于内阻时,电源的输出功率最大。
此时Pmax=
E2 4r
学习重难点
学习重点 1、电源外部特性曲线的理解、画法。 2、电源总功率、电源内耗功率、电源输 出功率三者之间的关系，各自的表达式。 学习难点 电源外特性曲线的理解。
情境引入
电源在我们的日常生活中非常普遍，它是 能够为电路提供持续电能的装置，例如干电 池、铅蓄电池、锂电池、锌汞电池等，以及 近几年在飞速发展的太阳能发电和风力发电
技能目标 1、学会组装电源外特性实验电路。 2、掌握闭合电路路端电压与电路电流之 间变化关系的表达式及路段电压公式。 3、学生能够应用所学知识完成相关题目 。
情感目标 1、养成通过亲自实验推导一般规律的 动手能力。 2、通过学生的动手实践，使其能够获 得成功带来的愉悦，从而引起学生的学习 兴趣。
案例分析
一、设电源的电动势E=3V ，内阻r=2Ω。请根据路 端电压与电流的关系式 U/V
E=３v
U=E-Ir，以U为纵坐标，
I为横坐标，做出U与I关 系的函数图像。
O
I短＝１.５Ａ
I/Ａ
与y轴交点为开路电压E，与x轴 交点为电源短路电流I=E/r。
二、如图所示，电源电 动势E=4.0V，内阻r＝ 0.2Ω，外阻R＝1.8Ω, 闭合开关时，电源的 总功率，电源内消耗 的功率、电源向负载 的输出功率各为多少 ？
• 项目小结： 1、电源外特性 闭合电路欧姆定律： I=E/(r+R) 开路时外电压： U=E 通路时外电压： U=IR=E-Ir 短路时外电压： U=0 2、电源输出功率 电源总功率： P总=EI 电源内耗功率：P内=U内I= 电源输出功率：P外=U外I=
• 课后作业： 1.设电源的电动势E=4.5V，内阻r=3Ω。请根据路端电压与电 流的关系式U=E-Ir，以U为纵坐标，I为横坐标，做出U与I
变化？路端电压怎样变
化？
E 3 3
r 2 2
R0 5 5
（变阻）R1 0 5
R 5 10
电流表 0.43 0.25
电压表 2.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ4 2.5
3
2
5
10
15
0.15
2.7
闭合电路欧姆定律： I=E/(r+R)
外电路电压：U=E-U内=E-I×r
R R
I I
U U
电源的外特性关系曲线：
1.当电流I=0时，路端电压U=E。
电工电子技术基础与技能 训练
基尔霍夫第一定律
简单直流电路的设计
学习目标
知识目标
1、了解电源外特性实验电路的组成。 2、理解路端电压与负载电流的关系，知道这 种关系的公式表达和图线表达，理解闭合电路的 功率表达式。 3、帮助学生记忆当电路为三种不同工作状态 时，分别对应的路段电压的值，记忆电源输出总 功率、电源内耗功率、电源向负载输出功率的公 式。
O
I/Ａ
二、电源向负载的输出功率 电流做功的过程实际上就是电能转化为其他形式能量的 过程，电流在一段电路上做功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积，即W=UIt，因 为U=I×R，因此W=
电流在单位时间内做的功为功率，通过W的表达式可以
得到功率表达式：P=W/t=UI=
装置。
前面的课程我们首先学习了电源的相关知识，知道电源 既有电动势E、内阻r也有端电压U，电动势只存在于电源 的内部，端电压则是电源加在外电路两端的电压。接着学
习了全电路的欧姆定律，如下图所示一个简单的闭合电路
，分为内电路（电源内部的电路）和外电路（电源外部的 电路）两部分，通过整个电路的总电流I=E/(r+R)。当外电 路电阻R值增大或减小时，U和I怎样变化呢，它们之间是 否存在什么规律呢，电源向电阻输出的功率是多少呢？这
R0 s A R1 V E、r
实验电路连接图 实验电路图
1.开关S打开时 此时电路为开路状态，电 路中通过的电流为0，电 流表读数为0，内阻压降 U内=r×I=0，电压表测量
的为电路的开路电压
U外=E- U内=E，即电源 的开路电压为电源的电动 势。
2.开关S闭合时 此时通过不断的调整R0 改变外电阻R的大小，那 么当外电路电阻增大（ 或减小）时，电流怎样
学习评测
判断下列说法是否正确： 1.当电源内阻为零时，电源的电动势的大小就等于电源 的 端电压。 2.当电路开路时，电源电动势的大小就等于电源的端电 压 。
3.在通路状态下，负载电阻变大，端电压就下降。
4.在短路状态下，电源的内压降等于零。
5.在电源电压一定的情况下，电阻大的负载是大负载。
小结与作业
的是通过外电路的总电流I的值，外电R=R0+R1。
电压表选择量程为3V，电流表选择量程为0.6A，滑动变 阻器最大值为10Ω，定值电阻R0为5Ω，两节干电池组合后E 为3V，电源内阻r为2Ω。 对于该电路，开关S有打开和闭合两种状态，我们来一起 分析一下这两种工作状态时，电压表和电流表的读数情况。
负 载
就是我们今天要学习的内容。
外电路
I
R S
闭合电路
A
E B r
任务导入
今天我们学习的内容主要分为两个部分：
一、电源的外特性。 二、电源向负载输出的功率。
任务实施
一、电源的外特性——路端电压与负载电流的关系，主要通 过实验演示的方法来学习，如下所示为我们所使用的实验电 路，电路中电压表V测量的是路端电压U的值，电流表A测量