电路工作状态详解

一个电路正常工作时，需要将电源与负载连接起来。电源与负载连接时，根据所接负载的情况，电路有三种工作状态：空载工作状态、短路工作状态、有载工作状态。为了说明这三种工作状态，现以图221所示的简单直流电路为例进行分析。

图221　简单直流电路

1.空载状态

空载状态又称断路或开路状态，如图22-1所示。当开关K断开或连接导线折断时，电路就处于空载状态，此时电源和负载未构成通路，外电路所呈现的电阻可视为无穷大，电路具有下列特征：

（1）电路中电流为零。

（2）电源的端电压等于电源电压。此电压称为空载电压或开路电压，用Uoc表示。因此，要想测量电源电压，只要用电压表测量电源的开路电压即可。

（3）电源的输出功率和负载所吸收的功率均为零。

2.短路状态

当电源两端的导线由于某种事故而直接相连时，电源输出的电流不经过负载，只经连接导线直接流回电源，这种状态称为短路状态，简称短路，如图222所示。(www.xing528.com)

图222　短路的电路模型

短路时外电路所呈现的电阻可视为零，电路具有下列特征

在一般供电系统中，电源的内电阻很小，故短路电流很大。电源所发出的功率全部消耗在内电阻上。由于电源所发出的功率全部消耗在内电阻上，因而会使电源发热以至损坏。所以在实际工作中，应经常检查电气设备和线路的绝缘情况，以防电源被短路的事故发生。此外，通常还在电路中接入熔断器等保护装置，以便在发生短路时能迅速切断电路，达到保护电源及电路器件的目的。

3.有载状态

当开关K闭合时，电路中有电流流过，电源输出功率，负载取用功率，这称为电路的有载工作状态。此时电路有下列特征：

（1）电路中有电流流过负载，负载消耗能量。

（2）电源两端电压大小是电路中其他元件两端电压之和。

有些电气设备应尽量工作在额定状态，这种状态又称为满载状态。电流和功率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。在一般情况下，设备不应过载运行。在电路设备中常装设自动开关、热继电器等，用来在过载时自动切断电源，确保设备安全。