电路的三种工作状态

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2020/5/13
电工与电子学
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1.5 电源有载工作、开路与短路
wenku.baidu.com
3)电源与负载的判别
⑴方法一：根据 U 和 I 的实际方向判别
电源：U和I 的实际方向相反，电流从“+”端流出，
发出功率；
负载：U和I 的实际方向相同，电流从“+”端流入，
取用功率。
⑵方法二：根据 U 和 I 的参考方向判别
I1=15A，I2=10A，I3=-5A，试求电路各元件的功率，
并校验功率是否平衡。
A
解：∵UAB = 50V
+
I1
I2
I3
∴A点为“+”，B点为“-” 1
2
3 UAB
∵I1 = 15A
-
B
∴I1实际方向与参考方向相同，电流从“+”端出，
“1”元件为电源，输出功率为：
2020/5/13
P1 I1UAB 1550 750W
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1.4.2 电源开路
当开关断开时，电源处于开路(空载) 状态，不输出电能，其特征如下：
1.5 电源有载工作、开路与短路
I
+
E
+
S
-U
R
Ro
-
I 0
开路电流为零
电源端电压（即开路电压） U E RoI 等于电源电动势
P0
负载功率为零
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1.通路
2020/5/13
电工与电子学
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1.4 电源有载工作、开路与短路
1.4.1 电源有载工作
I
++
1)电压与电流
E
S
I E
-U
R
Ro
Ro R
U E RoI
-
U IR
U
当电源内阻 Ro<< R 时， E
则U E ，表明当电流(负载)
变动时电源的端电压变动不大，
I
I
+
+
U
U
-
-
I
I
-
-
U
U
+
+
（a）
（b）
（c）
（d）
解：(a)图 P = UI = 220×(-1) = -220W < 0，电源
(b)图 P = -UI = 220×(-1) = 220W > 0，负载
(c)图 P = -UI = 220×(-1) = 220W > 0，负载
(d)图 2020/5/13 P = UI = 220×电(工-与1电)子学= -220W < 0，电源
①U 和 I 取关联参考方向，若P = UI 0，负载；若P = UI 0，电源。
②U 和 I 取非关联参考方向，若P = UI 0，电源；
2020/5/13
电工与电子学若P = UI 0，负载。
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1.5 电源有载工作、开路与短路
例：下图所示方框为电路元件，已知：UAB= 50V，
电工与电子学
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1.5 电源有载工作、开路与短路
∵I2 = 10A
A
∴I2实际方向与参考方向相
+
同，电流从“+”端入，“2” I1
I2
I3
元件为负载，吸收功率为： 1
2
3 UAB
P2 I2UAB 1050 500W
∵I3 = -5A
-
B
∴I3实际方向与参考方向相反，电流从“+”端入， “3”元件为负载，吸收功率为：
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• 3.汽车电路的特点
1）低压直流电源 2）单线制（负极搭铁）
2020/5/13
电工与电子学
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• 汽车单线制
2020/5/13
电工与电子学
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这说明它带负载能力强。
2020/5/13
电工与电子学
O
I
电源的外特性曲线
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2 )功率与功率平衡 U E RoI
1.5 电源有载工作、开路与短路
UI EI Ro I 2
P PE P
电源输出的功率电源产生的功率内阻损耗的功率
在一个电路中，电源产生的功率和负载取用的功率以及内阻上所损耗的功率是平衡的。
P3 I3UAB (5)50 250W
可见负载吸收的功率与电源输出的功率平衡
2020/5/13
电工与电子学
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1.5 电源有载工作、开路与短路
4) 额定值与实际值额定值：电气设备的额定电压、额定电流和额定功率及其他标准使用规定值称为电气设备的额定值。分别用UN、IN、PN表示。
PE P RoI 2 电源产生的电能全被内阻所消耗
P0
负载功率为零
短路通常是一种严重事故，应该尽力预防
2020/5/13
电工与电子学
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1.5 电源有载工作、开路与短路
1.4.4 如图，方框代表电源或负载。已知 U = 220V，
I= -1A，试问哪些方框是电源，哪些是负载？
电工与电子学
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3.短路
2020/5/13
电工与电子学
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1.5 电源有载工作、开路与短路
1.4.3 电源短路
I
++
当电源的两端被短接时，E
S
其特征如下：
-U
R
Ro
-
U 0
电源端电压为零
I
IS
E Ro
短路电流（很大）
制造厂在制定产品的额定值时，要全面考虑使用的经济性、可靠性及寿命等因素，特别要保证设备的工作温度不超过规定的容许值。
使用时，电压、电流和功率的实际值不一定等于它们的额定值。
2020/5/13
电工与电子学
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2.断路（开路）
2020/5/13
电工与电子学