为什么电路中电流经过用电器就不会短路
为什么电路中电流经过电器就不会短路?
★所有的电器,工程师们根据它们的工作性质有电阻性、电感性及电容性,都设计有额定电压、额定电流、额定功率,并且都可以长时间工作,没有其他原因不会轻而易举损坏,一旦损坏可能就会发生短路现象。
无论单相、三相负载,所有的电器正常工作时,电路中的电流是由电源的一端经过用电器具,回到电源的另一端,形成回路。
★在电路中由于各种各样的原因电流流通的路径不再经过用电设备,回到电源中的另一端,这样的电路称为短路。
电器如果它一旦出现短路,由于电路中的电阻值大大降低,由此往往伴随着电路中的电流剧增,甚至使电源和连接导线由于过流后,导致严重发热,直至烧毁或发生电器火灾。
★日常生活中,我们常见的电器设备分为电阻性负载、电感性负载和电容性负载三种。
无论电器设备形式怎样,电流流过电器设备时,就会把电能转换为其他形式的能量。
电能通过电动机这种电感性负载,由于感抗的原因,好像它的电阻值很小,正常工作时,它是不会短路的,它会将电能转换成机械能去驱动机械负载等。
★一切客观事物本来都是互相联系的和具有内部规律的,在交流电路中,对于纯电阻电路,如果电器设备的性质是电阻性负载,那么它在电路中,基本适用于欧姆定律,其表现出它的和电流、电压、电阻这三者之间存在的关系 即 I=U/R,从欧姆定律公式可知,当电阻值一定时,加在电阻上的电压越大,则流经电阻的电流越大。
如果说是负载出现短路故障,此时它的电阻值接近于0,那么简单的用欧姆定律去理解,除电源的内阻外,其最后计算出来的电流非常大,远远超过正常值。
★例如电烤箱等,它是标准的电阻性负载,通过额定电压及额定电流时,会产生大量的热能,来满足设备的最终目的。
再者,电工学中计算公式中,也反映了电功率与电流、电压三者之间存在的关系,即 P=UI或者转换后 P=I²R P=U²/R。
对于纯电感性负载的电路,它的阻抗就是就是电感器的感抗,用Xʟ表示,计算它的电流公式为 I=U/Xʟ,而Xʟ计算公式为Xʟ=2πfL=ωL。
式中的L为电感量,单位为亨利;
Xʟ是电感L的感抗,单位是欧姆;
U是交流电压的有效值,单位是伏特;
I是交流电流有效值,单位是安倍;
f是交流电的频率,单位是赫兹;
ω是交流电的角频率。
例如:有一只电感L为0.1H的电感,使用于频率为50Hz的交流电路中,电感器的感抗是 Xʟ=2π×50×0.1=31.4Ω纯电感电路具有二个特点:1是纯电感电路中的交流电压U和交流电流I之间有一相位差,即交流电流I要滞后于交流电压U的90⁰;
2是纯电感电路中只是电能和磁能的不断转换,而没有能量的损失,即纯电感电路是不消耗功率的。
对于纯电容性电路,它的阻抗就是电容器的容抗,用Xᴄ表示。
纯电容电路它要满足
例如:有一只C=10μF的电容器,应用于频率为50Hz的交流电路中,问电容器的容抗是:Xʟ=1/2π×50×10×10⁻⁶=318Ω。
纯电容电路也有二个特点:1是纯电容电路中的交流电压U和交流电流I之间也有一个相位差,即交流电流I要超前于交流电压U的90⁰;
二是纯电容电路也只是存储电能和释放电能(即充电和放电),没有能量的损失,即纯电容电路亦是不消耗功率的。
应该指出的是,实际上在上述电路中,总是存在有电阻的,因此电压和电流之间的相位差总要小于90⁰。
♦最后,本人总结一下,
知足常乐2021.11.19日星期五于上海
参考:
1⃣️所用用电设备都设计有电阻值,每个用电器接在电源上电流不会超过总负载,所以分支负载用电更不会直接发生大电流短路(比如变压器、电瓶、电池都有固定总功率,如果多分支用电超过额定功率便会使电压下降,电流加大发热而烧坏电源)、相关计算公式可以从已知的电压,功率,电流,电阻数据中计算出某项未知数,你懂了初中物理的计算公式就不难了。
2⃣️相同规格的用电设备在并联和串联线路中的电流是相等的,两只220V100W的灯泡并联其电流是相等的(相当于相同管径和长度的水管放水量是相等的)、3⃣️不同瓦数的灯泡因为钨丝阻值不同,电流不同功率就不同,如果串联的电流也就不相同、4⃣️在电路中串联相同阻值的用电器(比如电池组)、其电流相同(比如两只110V的电泡串接在220V的电源上,两只灯泡之间的电流是相等的。
5⃣️如果两只不等瓦数的灯泡并联时其电流就不会相等,
有人认为电阻很小或电流很大就是短路,实际上短路并不是以电流大小和电阻高低来划分。
而是相对于电流的正常路径而言的。
比如点焊机本身也是一个电器,它是把被焊的两个金属直接连在一起,利用接触电阻大于本体、在大电流下产生高温的现象,来进行焊接的。
一旦两个金属熔合在一起接触电阻为零,焊接即告完毕。
此外还有一些阻值很大也被视为短路的现象。
比如你用内阻很低的指针式电压表去测量一些高内阻控制电路,很可能造成事故。
因为相对于数兆欧的电路内阻,几千欧的电压表内阻可被视为短路。
当然上面列举是两个比较极端的实例,在实际当中绝大多数电器都有着较大的内阻,比如某电热壶只有27Ω内阻,在220V电压下会产生220²÷27=1800W的功率,电流约为8A。
如果因老化或使用不当造成电线绝缘层破损,火线零线搭接在一起,而搭接点的接触电阻通常会在1Ω
由于U/R=Ⅰ,所以会产生巨大的短路电流,远远超过了电水壶的正常工作电流。
但对于普通家庭来说都配有几十安培的空开。
所以会自动跳闸断电。
在电路当中也是如此。
我们既然要用电,就要让电流经相关的元器件去完成既定任务,比如通过线圈产生磁性、通过灯泡发出光来、通过喇叭发出声音……等。
当电流在到达这些元件之前,被其它金属所连通,由于连通部位电阻远小于元件内阻,所以电流就走了这条最短的路,而把预定的任务抛弃不管。
故人们称之为“短路”。
电子电路中的短路会造成工作异常或烧毀元器件,电力电路的短路则有可能造成严重事故。
以是我的回答。
比如说你去买东西,没买成功,就白跑了,没做到结果出来。
那么和短路一样道理。
但是如果带了负载,但负载很大出现跳闸或配线路不匹配造成烧线,那就不叫短路,叫做超载。
又比如说某一老款线绕电焊机单相初级230圈,由于某种原因造成上层和下层线圈沾住了,那么就相当于圈少一半,那么这种现象也属于超载,当在线路配套严重不匹配的情况下也相当于短路。
但不是短路。
比如一个100千瓦的中频炉芯,你用个几平方线,通电瞬间就烧线,那么就线路超载。
不是短路。
参考:
你都知道“短路”啦,真是不见蛋耶!短路,等于直通。
你就相当于一台电器,你的肠胃不是直管,而是千转百回,你吃进饭不会直接排出。
如果你吃进的饭很快就排出,说明你的内部出现了“短路”故障(例如痢疾)。
电流流过电器不会短路,原因就是电器内部也不是“直管”,而是如你的肠胃千转百回,出现了故障(相当于你的痢疾),电器也可能短路。
“电流也没有减小,怎么就不会短路”?
你出门上班是你,你下班进门还是你,虽然都是你(否则你老婆会高兴不?
),可是你挣到钱了,并无问题(故障)。
你滴明白?