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行業(yè)新聞

短路的根本原因是因?yàn)椴⒙?lián)電阻相差太大么?

作者:深圳市嘉創(chuàng)達(dá)電源科技有限公司  時(shí)間:2018-04-12

著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系作者獲得授權(quán),非商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

題主這個(gè)問題有點(diǎn)意思。事實(shí)上,普通大眾完全可能提出類似問題。記得某年在北京參加工業(yè)博覽會(huì),我在ABB的展臺(tái)上接待參觀者,就有許多人對(duì)短路提出疑問,而起因與斷路器開斷短路電流相關(guān)。

既然如此,我給大家科普一下短路的知識(shí)吧,順帶著回答題主的問題。

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我們知道,電路是由電源、連接導(dǎo)線和負(fù)載共同構(gòu)成的。我們要想到一個(gè)重要問題:連接導(dǎo)線并不是萬能的,它只能允許某允許值以下的電流流過,這個(gè)電流叫做導(dǎo)線的額定載流量。如果電流大于導(dǎo)線的額定載流量,則導(dǎo)線會(huì)發(fā)熱,它的絕緣能力會(huì)下降,嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生電氣火災(zāi)。

同時(shí),電源和負(fù)載同樣也不允許流過過大的電流,它們都有規(guī)定的額定電流值。超過額定電流,電源和負(fù)載也會(huì)發(fā)生過熱和絕緣破壞等問題。

我們把超過額定電流的過載電流和短路電流合并稱為過電流。

什么叫做短路呢?短路指的就是電路中出現(xiàn)超過額定電流數(shù)倍乃至于數(shù)十倍的故障電流。短路電流會(huì)在很短時(shí)間內(nèi)使得線路劇烈發(fā)熱,從而導(dǎo)致系統(tǒng)瀕臨瓦解。

我們看下圖:


這張圖中告訴我們幾件事情:

第一:計(jì)算電流時(shí)不能把電源內(nèi)阻r給忽略掉;

如果我們?cè)O(shè)外電路的等效電阻是R,則路端電壓U為:

 

一般地,電源內(nèi)阻r遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于外電路等效電阻R,因此路端電壓U約等于電源電動(dòng)勢(shì)E。

第二:當(dāng)兩只電阻阻值相差極大時(shí),它們并聯(lián)后的等效電阻阻值可以按較小電阻阻值來計(jì)算;

設(shè)兩只電阻為R1和R2,且R1遠(yuǎn)大于R2,即  。如圖所示它們相互并聯(lián),則等效電阻為:

上式中,因?yàn)镽1遠(yuǎn)大于R2,其分母1+R2/R1約等于1,故等效電阻R約等于R2。

對(duì)于題主的題設(shè)圖,左圖的等效電阻就是導(dǎo)線電阻,而右圖的1歐電阻與1000歐電阻并聯(lián)后的等效電阻為:

可見其等效電阻約等于較小的電阻阻值1歐。

第三:導(dǎo)線的額定載流量是按額定電流來選擇的,在實(shí)際使用是不能讓線路電流大于導(dǎo)線的額定載流量

例如額定電流是1A,我們就選擇1A載流量的導(dǎo)線來連接電源與負(fù)載;如果額定電流是10A,我們當(dāng)然就選擇10A額定載流量的導(dǎo)線。

如果電源電動(dòng)勢(shì)是12V,對(duì)于題主的右圖,則導(dǎo)線中流過的電流近似等于12A。若我們選用的就是額定載流量為12A的導(dǎo)線,那么這12A電流對(duì)于系統(tǒng)來說屬于正常運(yùn)行電流;如果我們選用的是額定載流量為6A的導(dǎo)線,那么這12A的電流對(duì)于系統(tǒng)來說就屬于短路電流了。

可見,題主的主題:“短路的根本原因是因?yàn)椴⒙?lián)電阻相差太大么?”,從根本上講就是錯(cuò)誤的。

作者:Patrick Zhang
來源:知乎