电路中的有载状态及其保护措施

在如图1.5.1(a)所示的电路中,开关S闭合,电源与负载接通,电路中产生电流,并向负载输出电流和功率,这种状态称为有载状态。电路有载工作时,有以下特征:

①电路中的电流为

②电源的端电压为

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③电源发出的功率为

通常负载(如电灯、电动机等)以并联的方式连接在电路中。因此,电路中接入的负载越多,总电阻越小,电路中的电流就越大,电源输出的功率也就越大。因此,电源输出的电流和功率取决于负载的大小。需要说明的是,电工技术中所说的负载重是指电源输出的电流或功率大。

电气设备在工作时所能承受的电压、电流和电功率是有限的。因此,并联的负载不能无限地增多。当电压过高时,超过设备内部绝缘材料的绝缘强度而发生击穿的现象,称为电击穿;当电流过大时,流经导体产生的热量增多,使导体温度过高而烧坏电气设备的现象,称为热击穿。因此,为了使电气设备能够长期、安全可靠地运行,给它规定了一定的使用限额,这种限额称为额定值。额定值常标在设备的铭牌上或写在说明书中,额定电流、额定电压和额定功率分别用IN、UN、PN表示。使用时,电气设备的实际值不一定等于它们的额定值。电气设备的实际值等于额定值的工作状态,称为满载;低于额定值的工作状态,称为轻载;高于额定值的工作状态,称为过载。设备在满载运行时利用得最充分、最经济合理;轻载运行时不但设备不能被充分利用,而且可能工作不正常;设备在过载情况下工作时,如果超过额定值不多,并且持续时间不长,不一定会造成明显的事故,但可能影响设备的寿命,因此,一般是不允许过载的。在实际中,为了确保设备的安全,通常要在电路中加入过载保护电器或电路。