電力線路為何會(huì)產(chǎn)生“電壓降”?
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- 發(fā)布日期:2020-06-06 16:55
當(dāng)線路比較短的時(shí)候電阻很小,電壓降也很小,幾乎可以忽略不計(jì)。但是當(dāng)線路較長(zhǎng)的時(shí)候,電線電阻比較大,這個(gè)時(shí)候就得考慮電壓降了。為什么會(huì)產(chǎn)生電壓降呢?其實(shí)這個(gè)很好理解。
舉個(gè)例子
如下圖所示:在一個(gè)220V的電源上接了一個(gè)白熾燈。電線較短的時(shí)候電阻很小,幾乎可以忽略不計(jì)。此時(shí),燈兩端的電壓等于電源電壓220V。根據(jù)歐姆定律,線路電流等于電源電壓除以燈的電阻,即I=U/R=220V÷20=11A。
現(xiàn)在換一種場(chǎng)景,假設(shè)這個(gè)電源和燈的距離很遠(yuǎn),那么導(dǎo)線的電阻就不能忽略不計(jì)了。因?yàn)閷?dǎo)體電阻和長(zhǎng)度成正比,電線越長(zhǎng)電阻越大。假設(shè)電源兩條電線的電阻為R1和R2,那么整個(gè)電路就可以看成如下所示:
此時(shí),由于燈和導(dǎo)線(電阻)是串聯(lián)關(guān)系,電源外部總電阻為:R=R1+R2+R燈=22Ω。根據(jù)歐姆定律,我們得出線路電流大小為 I=220V÷22Ω=10A,燈兩端的電壓為 10A×20Ω=200V。
電源電壓為220V,但是燈實(shí)際電壓只有200V,中間損失了20V,這20V就是我們說(shuō)的電壓降。
那么電壓降是怎么計(jì)算的呢?同樣,根據(jù)歐姆定律可以得出,▲U=I×(R1+R2)=10A×2Ω=20V。
從上述計(jì)算可以看出,電壓降的大小和線路電流以及線路電阻有關(guān)。線路電流越大、電阻越大,電壓降越大。所以當(dāng)電源和負(fù)載距離較遠(yuǎn),線路電壓降比較多時(shí),我們可以通過(guò)降低電線電阻來(lái)降低壓降。(比如增加電線截面積)
注意:為了簡(jiǎn)單說(shuō)明原理,以上我是以純阻性負(fù)載來(lái)舉例。實(shí)際上線路壓降計(jì)算比這要復(fù)雜的多,因?yàn)殡娋€不止有電阻,還有電感效應(yīng)對(duì)電流的阻礙作用,我們把它稱之為“感抗”。具體電壓降怎么計(jì)算,那就是另外一個(gè)話題了。
本題答案
看到這里,相信大家心里應(yīng)該有答案了。電力線路產(chǎn)生壓降的根本原因就是因?yàn)殡娋€存在電阻,當(dāng)線路中有電流時(shí)就會(huì)產(chǎn)生壓降。也可以理解成電線電阻和負(fù)載是串聯(lián)關(guān)系,由于串聯(lián)分壓,電線電阻分走了一部分電壓,所以負(fù)載得到的電壓就低了!