電工電子1 電工基礎(chǔ)

第一章電路的基本概念與基本定律第一節(jié)電路的基本物理量及其正方向第二節(jié)電路的組成和作用第三節(jié)電路的基本定律第四節(jié)電路的三種工作狀態(tài)第五節(jié)電路中電位的計(jì)算返回第一節(jié)電路的基本物理量及其正方向一、電流電荷在電場(chǎng)作用下作有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)，稱為電流。在金屬導(dǎo)體內(nèi)的電流是由于導(dǎo)體的內(nèi)部自由電子在電場(chǎng)力的作用下有規(guī)則地運(yùn)動(dòng)而形成的。電流在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)通過某一導(dǎo)體橫截面的電荷量。如果電流用Ｉ表示，電荷量用ｑ表示，時(shí)間用ｔ表示，則得下一頁返回第一節(jié)電路的基本物理量及其正方向式中，ｑ為時(shí)間ｔ內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面Ｓ的電荷量。如圖1-1所示。對(duì)于隨時(shí)間變化的電流來說，則電流為

式（1-2）表示電流是隨時(shí)間而變化的，是時(shí)間的函數(shù)，稱為變化電流，用小寫字母ｉ表示。當(dāng)電流的大小和方向都不隨時(shí)間變化時(shí)，稱為直流電流，用大寫字母Ｉ表示。在國際單位制（ＳＩ）中，電流的單位為安（培），用大寫字母Ａ表示。當(dāng)１ｓ內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為１Ｃ（庫侖）時(shí)，則電流為１Ａ。上一頁下一頁返回第一節(jié)電路的基本物理量及其正方向在電力系統(tǒng)中，遇到的電流為幾安、幾十安甚至更大；而在電子技術(shù)中經(jīng)常遇到較小的電流，是以毫安（ｍＡ）或微安（μＡ）為單位來計(jì)算的。它們之間的關(guān)系是通常規(guī)定正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的相反方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。但是在分析電路的時(shí)候，有時(shí)電流的實(shí)際方向難于事先確定，特別是在交流電路中，電流的實(shí)際方向隨時(shí)間不斷地反復(fù)改變，在電路圖上也無法用一個(gè)箭頭來表示它的實(shí)際方向。為此，為了分析電路方便，我們可任意選定某一方向作為電流的正方向，或稱為參考方向。上一頁下一頁返回第一節(jié)電路的基本物理量及其正方向當(dāng)電流的正方向與其實(shí)際方向一致時(shí)，則電流為正值，如圖1-2(a)

所示；當(dāng)電流的正方向與其實(shí)際方向相反時(shí)，則電流為負(fù)值，如圖1-2(b)所示。因此，在正方向選定之后，電流值的正與負(fù)，就決定了電流的實(shí)際方向。本書中電路圖上所標(biāo)的電流方向都是正方向（參考方向）。另外，電流的正方向除用帶箭頭的直線表示外，還可用雙下標(biāo)表示。如圖１－１所示，圖中ＩＡＢ即表示電流的正方向是由Ａ指向Ｂ。若選定正方向?yàn)橛桑轮赶颍粒瑒t為ＩＢＡ，兩者相差一個(gè)負(fù)號(hào)，即ＩＡＢ＝－ＩＢＡ。上一頁下一頁返回第一節(jié)電路的基本物理量及其正方向綜上所述，電流的正方向是電路中一個(gè)非常重要的概念，在學(xué)習(xí)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（１）電流的實(shí)際方向是客觀存在的，而其正方向是根據(jù)計(jì)算的需要任意選取的，正方向一經(jīng)選定后，在電路分析和計(jì)算過程中就必須以此為依據(jù)，不能隨意改動(dòng)。（２）同一電流，若正方向選擇不同，其數(shù)值相等而符號(hào)相反。因此，電流值的正負(fù)只有在選定正方向下才有意義。（３）電路中的基本公式和結(jié)論，都是在一定的正方向下得出來的。應(yīng)用時(shí)必須注意正方向的選擇。（４）電流是具有大小和流動(dòng)方向的代數(shù)量，是標(biāo)量，不是矢量。電流流動(dòng)方向與矢量中的方向不同，它并不決定電流這一物理量的作用效果。上一頁下一頁返回第一節(jié)電路的基本物理量及其正方向二、電壓和電動(dòng)勢(shì)１.電壓在導(dǎo)體內(nèi)電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成電流，它是在電場(chǎng)力的作用下實(shí)現(xiàn)的。為了衡量電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的能力，引入電壓這一物理量。如圖１－３所示電路中，Ａ、Ｂ兩點(diǎn)間的電壓ＵＡＢ在數(shù)值上等于電場(chǎng)力把單位正電荷從Ａ點(diǎn)移到Ｂ點(diǎn)所做的功。在電場(chǎng)內(nèi)兩點(diǎn)間的電壓也常稱為兩點(diǎn)間的電位差，即電壓上一頁下一頁返回第一節(jié)電路的基本物理量及其正方向式中，ＶＡ為Ａ點(diǎn)的電位；ＶＢ為Ｂ點(diǎn)的電位。物理學(xué)中電位稱為電勢(shì)，表示電場(chǎng)中某一點(diǎn)能量性質(zhì)的物理量，它是相對(duì)參考點(diǎn)而言的。電場(chǎng)中某點(diǎn)Ａ的電位，在數(shù)值上等于電場(chǎng)力把單位正電荷從該點(diǎn)沿任意路徑移到參考點(diǎn)所做的功。可見，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電位就是該點(diǎn)到參考點(diǎn)間的電壓。正電荷在電場(chǎng)力推動(dòng)下，從高電位向低電位移動(dòng)。則圖１－３中Ａ點(diǎn)稱為高電位，用“＋”號(hào)表示。而Ｂ點(diǎn)稱為低電位，用“－”號(hào)表示。電壓的方向是從高電位端指向低電位端，即為電位降低的方向。和電流一樣，在電路圖上所標(biāo)的電壓的方向也都是正方向。也用箭頭或雙下標(biāo)表示，還可用“＋”“－”表示。在直流電路中，當(dāng)電壓的實(shí)際方向已知時(shí)，為了簡(jiǎn)便，常以電壓的實(shí)際方向作為正方向。上一頁下一頁返回第一節(jié)電路的基本物理量及其正方向在國際單位制（ＳＩ）中，電壓的單位為伏特，簡(jiǎn)寫為伏，用字母Ｖ表示。在測(cè)量中也可用千伏（ｋＶ）、毫伏（ｍＶ）和微伏（μＶ）表示，它們之間的關(guān)系是上一頁下一頁返回第一節(jié)電路的基本物理量及其正方向２.電動(dòng)勢(shì)為了維持ＡＢ兩點(diǎn)間的電壓恒定，則必須使Ｂ端增加的正電荷經(jīng)過另一路徑流向Ａ端，否則ＡＢ間電壓將降低。但由于電場(chǎng)力的作用，電極Ｂ端上的正電荷不能逆電場(chǎng)而上到達(dá)Ａ端。因此，必須有一種力能克服電場(chǎng)力而使Ｂ端的正電荷移向Ａ端。電源就能產(chǎn)生這種力，稱為電源力。電源力將單位正電荷從電源負(fù)極端Ｂ經(jīng)過電源內(nèi)部移至正極端Ａ，克服電場(chǎng)力所做的功稱為電源的電動(dòng)勢(shì)，用字母Ｅ表示。按照電動(dòng)勢(shì)的定義，其單位也是伏特。必須注意，電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向由負(fù)極指向正極，如圖１－３所示。因此，電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向與電壓的實(shí)際方向相反。上一頁下一頁返回第一節(jié)電路的基本物理量及其正方向電動(dòng)勢(shì)與電壓是兩個(gè)不同的概念。它們既可以用正負(fù)極之間的電動(dòng)勢(shì)表示，也可以用其間的電壓表示，但要注意兩者之間的區(qū)別。在圖１－３中，電動(dòng)勢(shì)Ｅ與電壓ＵＡＢ表示同一電源；即Ｅ＝ＵＡＢ。在以后的敘述中，常常用一個(gè)與電源的電動(dòng)勢(shì)大小相等、方向相反的電壓等效表示電動(dòng)勢(shì)對(duì)外電路的作用效果。上一頁下一頁返回第一節(jié)電路的基本物理量及其正方向三、功和功率如果在電場(chǎng)中某兩點(diǎn)Ａ和Ｂ之間的電壓為Ｕ，當(dāng)電荷ｑ受到電場(chǎng)力的作用，在時(shí)間ｔ內(nèi)從Ａ點(diǎn)移到Ｂ點(diǎn)，那么電場(chǎng)力做的功為Ｗ＝Uq(1-4)即Ｗ＝Uit

(1-5)電場(chǎng)做功的結(jié)果是消耗了電能。單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能稱為電功率（或稱功率）上一頁下一頁返回第一節(jié)電路的基本物理量及其正方向在國際單位制（ＳＩ）中，功率的單位是瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，用Ｗ表示。如果電壓的單位為伏（Ｖ），電流的單位為安（Ａ），則功率的單位為瓦（Ｗ）。工程上，較大的功率常用千瓦（ｋＷ）和兆瓦（ＭＷ）作單位，較小的功率也用毫瓦（ｍＷ）和微瓦（μＷ）表示。它們之間的換算關(guān)系為功的單位是焦耳，用Ｊ表示（１Ｊ＝１Ｗ·ｓ）。電功有時(shí)也用千瓦時(shí)（ｋＷ·ｈ）作為單位，１千瓦時(shí)俗稱１度電。上一頁返回第二節(jié)電路的組成和作用一、電路的組成某些電氣設(shè)備或器件按一定方式連接起來，構(gòu)成電流的通路，稱為電路。最簡(jiǎn)單的電路是如圖１－４所示的手電筒電路，它由下列三部分組成：電源、中間環(huán)節(jié)、負(fù)載。１.電源電源是一種將非電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。常用的電源有干電池、蓄電池和發(fā)電機(jī)等，它們分別將化學(xué)能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。電源的符號(hào)如圖１－５所示。圖１－５（ａ）表示干電池或蓄電池符號(hào)，圖１－５（ｂ）表示干電池組或蓄電池組的符號(hào)。在電路分析中，電源設(shè)備一般用圖１－５（ｃ）所示的電壓源表示，圖中ＲＳ表示電壓源的內(nèi)阻。下一頁返回第二節(jié)電路的組成和作用２.中間環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)起傳輸、分配和控制電能的作用。最簡(jiǎn)單的中間環(huán)節(jié)就是開關(guān)和導(dǎo)線。一般連接導(dǎo)線的電阻很小，所以電路分析中常把連接導(dǎo)線的電阻視為零。中間環(huán)節(jié)一般還有保護(hù)和測(cè)量設(shè)備。對(duì)于一個(gè)實(shí)際電路來說，中間環(huán)節(jié)可能是相當(dāng)復(fù)雜的，它可能是由各種元器件或設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。３.負(fù)載負(fù)載是取用電能的設(shè)備，其作用是將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量（如機(jī)械能、光能、熱能）。常見的負(fù)載有電燈、電動(dòng)機(jī)、電爐、揚(yáng)聲器等。綜上所述，電源、中間環(huán)節(jié)和負(fù)載是組成一個(gè)完整電路的三個(gè)最基本的部分。下一頁返回上一頁第二節(jié)電路的組成和作用二、電路的作用電路的組成形式和功能雖然是多種多樣的，但總的來說，它的作用主要有以下兩點(diǎn)。１.實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)組把熱能、水能、原子能轉(zhuǎn)換成電能，通過變壓器、輸電線路輸送和分配到用戶，用戶則根據(jù)實(shí)際需要又把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、光能和熱能等。下一頁返回上一頁第二節(jié)電路的組成和作用２.傳遞和處理電信號(hào)通過電路元件，可以將信號(hào)源施加的信號(hào)變換或加工成所需的輸出信號(hào)。如放大電路的作用是把微弱的輸入信號(hào)放大成為滿足工作需要的強(qiáng)的輸出信號(hào)。無論電能的傳輸、分配和轉(zhuǎn)換，還是信號(hào)的傳遞和處理，其中電源或信號(hào)源的電壓（電流）都稱為激勵(lì)，它驅(qū)動(dòng)電路工作。在激勵(lì)作用下，電路某一元件上的電壓或通過元件的電流稱為響應(yīng)。激勵(lì)表示電源供給電路的能量，響應(yīng)表示在電路某一元件上能量的應(yīng)用。所謂電路分析，就是在已知電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的情況下，討論電路的激勵(lì)和響應(yīng)之間的關(guān)系。返回上一頁第三節(jié)電路的基本定律電路中使用的最簡(jiǎn)單、最普通的電路元件是電阻，電阻是從實(shí)際元件中抽象出來的模型，在電路中對(duì)電流呈現(xiàn)阻力。電阻元件兩端的電壓和通過的電流是受歐姆定律約束的。在簡(jiǎn)單電路分析中，運(yùn)用歐姆定律即可得到解決，但是在實(shí)際工作中，常常會(huì)遇到比較復(fù)雜的電路，要分析這類電路問題就有賴于基爾霍夫定律和歐姆定律的配合使用。在學(xué)習(xí)這些基本定律之前，先介紹幾個(gè)有關(guān)的電路名詞。下一頁返回第三節(jié)電路的基本定律支路電路中含有電路元件的每個(gè)分支稱為支路，一條支路中通過的電流為同一電流。在圖１－６中有三條支路，如acb支路，adb支路和ＲＬ支路。在支路acb和支路adb中含有電源，這些支路稱為有源支路，而電阻ＲＬ支路稱為無源支路。節(jié)點(diǎn)在電路中，三條或三條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。在圖１－６中有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)ａ和ｂ。而ｃ和ｄ則不被看作節(jié)點(diǎn)。回路電路中任一閉合路徑稱為回路。在圖１－６電路中共有三個(gè)回路。即acbda，adbRLa，acbRLa。網(wǎng)孔在回路內(nèi)部不含有支路的回路稱為網(wǎng)孔。在圖１－６電路中acbda和adbRLa回路都是網(wǎng)孔。上一頁下一頁返回第三節(jié)電路的基本定律一、歐姆定律通常流過電阻Ｒ的電流與電阻兩端的電壓成正比，與電阻Ｒ成反比，這就是歐姆定律。它是分析計(jì)算電路的基本定律之一。對(duì)圖１－７（ａ）

所示的電路，當(dāng)有電流Ｉ通過電阻時(shí)，歐姆定律可用下式表示或由式（１－７）可知，如果電壓一定時(shí)，電阻Ｒ越小，則電流Ｉ越大；反之，電阻Ｒ越大，電流Ｉ越小。顯然，電阻在電路中具有對(duì)電流起阻礙作用的物理性質(zhì)。上一頁下一頁返回第三節(jié)電路的基本定律在國際單位制（ＳＩ）中，電阻的單位是歐姆（Ω）。當(dāng)電路兩端電壓為１伏（Ｖ），流過的電流為１安（Ａ）時(shí)，則這條支路的電阻為１歐（Ω）。在實(shí)際工作中還常用到千歐（ｋΩ）或兆歐（ＭΩ），它們之間的關(guān)系為應(yīng)用歐姆定律時(shí)注意，如果流過電阻的電流和電壓的正方向不一致時(shí)，如圖１－７（ｂ）所示，則歐姆定律應(yīng)寫為或上一頁下一頁返回第三節(jié)電路的基本定律在電壓電流參考方向一致時(shí)，電阻吸收或消耗的功率為式（１－１０）只適用計(jì)算電阻所消耗的功率，Ｉ和Ｕ分別為流過該電阻的電流和端電壓，當(dāng)Ｒ為正實(shí)常數(shù)時(shí)，電阻消耗的功率將大于零，是一個(gè)耗能元件，與假定的參考方向無關(guān)。在實(shí)際電路中，如果參考方向一致，計(jì)算所得功率為負(fù)值（Ｐ＜０），則表示這段電路（或元件）發(fā)出功率，即產(chǎn)生能量。由式（１－７）可知，電阻元件的電壓與電流成正比關(guān)系，通過實(shí)驗(yàn)可將測(cè)量得到的電壓值和電流值繪出一根直線，如圖１－９所示。我們稱遵循歐姆定律的電阻為線性電阻，由線性元件組成的電路稱為線性電路。圖１－９所示的直線常稱為線性電阻的伏安特性曲線。上一頁下一頁返回第三節(jié)電路的基本定律二、基爾霍夫定律１.基爾霍夫電流定律（ＫＣＬ）基爾霍夫電流定律是用來確定一個(gè)節(jié)點(diǎn)上各支路電流之間關(guān)系的。由于電流的連續(xù)性，在電路任何點(diǎn)（包括節(jié)點(diǎn)在內(nèi)）的截面上，均不能堆積電荷。因此，基爾霍夫電流定律的具體內(nèi)容如下：在任一瞬間，流入某節(jié)點(diǎn)的電流Ｉ入之代數(shù)和等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流Ｉ出之代數(shù)和，即上一頁下一頁返回第三節(jié)電路的基本定律對(duì)于圖１－１０所示汽車常用電路來說，由節(jié)點(diǎn)ａ可以得到如果我們規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)的電流為正，而流出節(jié)點(diǎn)的電流為負(fù)，這樣基爾霍夫電流定律可寫成一般表示式式（１－１２）說明，在任一瞬間，流入或流出節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和恒為零。如果規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)的電流為正，則流出節(jié)點(diǎn)的電流就為負(fù)?；鶢柣舴螂娏鞫刹粌H適用于電路中的任一節(jié)點(diǎn)，而且還適用于電路中的任一封閉面。該封閉面稱為廣義節(jié)點(diǎn)，如圖１－１１所示電路，封閉面包圍的是一個(gè)三角形電路，它有Ａ、Ｂ、Ｃ三個(gè)節(jié)點(diǎn)。應(yīng)用電流定律可列出上一頁下一頁返回第三節(jié)電路的基本定律上列三式相加，便得或可見，在任一瞬間，通過任一封閉面的電流的代數(shù)和也恒等于零。上一頁下一頁返回第三節(jié)電路的基本定律２.基爾霍夫電壓定律（ＫＶＬ）基爾霍夫電壓定律是用來確定回路中各部分電壓之間的關(guān)系的。具體內(nèi)容如下：在任一瞬間，對(duì)于電路中任一回路，沿任一指定（順時(shí)針或逆時(shí)針）方向繞行一周，各部分電壓的代數(shù)和恒等于零。即所謂代數(shù)和，必須要考慮到正負(fù)號(hào)，正負(fù)號(hào)的確定方法如下：首先任意規(guī)定繞行方向（順時(shí)針或逆時(shí)針方向），各部分電壓參考方向與繞行方向一致者取正號(hào)，不一致者取負(fù)號(hào)?；鶢柣舴螂妷憾沙Ｅc歐姆定律配合使用。如圖１－１３所示電路，其電流的參考方向如圖所示。上一頁下一頁返回第三節(jié)電路的基本定律當(dāng)沿回路ａｂｄｃａ所示的順時(shí)針方向繞行時(shí)，列寫ＫＶＬ方程，有其中所以上一頁下一頁返回第三節(jié)電路的基本定律此外，ＫＶＬ方程還有另一種表達(dá)式。仍按ａｂｄｃａ所示的順時(shí)針方向繞行，由于Ｅ１＝Ｕ１，Ｅ３＝Ｕ３，且ＵＲ１＝Ｒ１Ｉ１與繞行方向一致取正號(hào)，同理ＵＲ２和ＵＲ４與繞行方向也一致，故也取正號(hào)，而ＵＲ３＝Ｒ３Ｉ３的參考方向與回路繞行方向相反，應(yīng)取負(fù)號(hào)。對(duì)于電動(dòng)勢(shì)（在等式左端時(shí)），其參考方向與回路繞行方向一致時(shí)取負(fù)號(hào)，如Ｅ１；不一致時(shí)取正號(hào)，如Ｅ３。所以，根據(jù)ＫＶＬ可得即上一頁下一頁返回第三節(jié)電路的基本定律或?qū)㈦娮鑹航祵懺诘仁降淖蠖?，電?dòng)勢(shì)寫在等式的右端，則上式寫成普遍形式為式（１－１４）是基爾霍夫電壓定律的另一表示形式，即在電路中，在任一瞬間，沿任一閉合路徑電壓降的代數(shù)和等于電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。在應(yīng)用式（１－１４）時(shí)，同樣要規(guī)定繞行方向。如果電流（電壓）的參考方向與繞行方向一致，電阻兩端的電壓取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。如果電動(dòng)勢(shì)（在等式右端時(shí)）的參考方向與繞行方向一致取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。上一頁下一頁返回第三節(jié)電路的基本定律綜上所述，在電路中，電阻元件上的電流、電壓關(guān)系要符合歐姆定律，而對(duì)于任何節(jié)點(diǎn)，各支路電流要按照基爾霍夫電流定律分配；對(duì)于任何閉合回路中的各支路電壓應(yīng)滿足基爾霍夫電壓定律。另外，在應(yīng)用歐姆定律和基爾霍夫定律列寫電路方程時(shí)，首先應(yīng)在電路圖中標(biāo)出電壓、電流的參考方向，因?yàn)榉匠淌街懈鱾€(gè)物理量的正、負(fù)號(hào)均由相應(yīng)的電壓、電流的參考方向所決定。上一頁返回第四節(jié)電路的三種工作狀態(tài)一、有載工作狀態(tài)由圖１－１６的電路可知，當(dāng)開關(guān)Ｓ閉合時(shí)，電路接通，有電流通過負(fù)載ＲＬ，這種狀態(tài)稱為有載工作狀態(tài)，此時(shí)電路中的電流為當(dāng)電壓源ＵＳ和內(nèi)阻Ｒ０一定時(shí)，電流Ｉ的數(shù)值取決于負(fù)載電阻ＲＬ的大小。負(fù)載兩端電壓為下一頁返回第四節(jié)電路的三種工作狀態(tài)將式（１－１６）代入式（１－１５），整理可得由式（１－１７）可得式（１－１８）兩邊同乘以Ｉ，則得功率平衡方程式上一頁下一頁返回第四節(jié)電路的三種工作狀態(tài)或式中，ＰＳ＝ＵＳＩ，是電源產(chǎn)生的功率；Ｐ０＝Ｉ２Ｒ０，是電源內(nèi)阻上損耗的功率；Ｐ＝ＵＩ，是負(fù)載消耗的功率。式（１－２０）說明，電路在有載工作狀態(tài)下，電壓源ＵＳ產(chǎn)生的功率等于電源內(nèi)阻Ｒ０上損耗的功率與負(fù)載ＲＬ消耗的功率之和。在圖１－１６中，當(dāng)負(fù)載電阻減小時(shí)，負(fù)載電流將隨之增加，電源輸出功率也將增加，若不能加以限制，則電源將因電流過大而被燒毀。對(duì)于電氣設(shè)備或電路元件也同樣存在類似情況。上一頁下一頁返回第四節(jié)電路的三種工作狀態(tài)所以在使用時(shí)，都要明確規(guī)定使用數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)就是該設(shè)備或元件的額定值。電氣設(shè)備工作在額定情況下叫作額定工作狀態(tài)。各種電氣設(shè)備和電路元件都有額定值。按照額定值使用，電氣設(shè)備運(yùn)行才能安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)也不至于縮短使用壽命。例如，一只變壓器的壽命與它的絕緣材料的耐熱性能和絕緣強(qiáng)度有關(guān)。如果通過變壓器的電流大于其額定電流時(shí)，將會(huì)由于發(fā)熱過甚而損壞絕緣材料。同理，若所加電壓超過額定電壓，絕緣材料有可能被擊穿，影響使用壽命。導(dǎo)線的使用也是如此，一定要根據(jù)使用場(chǎng)合、通過電流的大小來選定導(dǎo)線的粗細(xì)和絕緣等級(jí)等。上一頁下一頁返回第四節(jié)電路的三種工作狀態(tài)二、開路狀態(tài)如圖１－１７所示電路，開關(guān)Ｓ未閉合，或未接負(fù)載ＲＬ時(shí)，電路斷開，此時(shí)電路中輸出電流為零，電路的這種狀態(tài)叫作開路狀態(tài)。這時(shí)電源的端電壓Ｕ′Ｌ在數(shù)值上等于電壓源的電壓ＵＳ，這個(gè)電壓叫作開路電壓，用ＵＯＣ表示。由于輸出電流為零，故電路不輸出功率。開路狀態(tài)電路的主要特點(diǎn)為上一頁下一頁返回第四節(jié)電路的三種工作狀態(tài)三、短路狀態(tài)在圖１－１８電路中，當(dāng)負(fù)載電阻ＲＬ逐漸減小到等于零時(shí)，或者由于某種原因?qū)е仑?fù)載兩端發(fā)生短路時(shí)，短路點(diǎn)電阻為零，電流有捷徑可流通，不再流過負(fù)載，這種狀態(tài)稱為短路狀態(tài)。在此狀態(tài)下，電路中電流只通過電源內(nèi)阻Ｒ０，電流將達(dá)到很大的數(shù)值，這個(gè)電流叫作短路電流，用ＩＳＣ表示。即上一頁下一頁返回第四節(jié)電路的三種工作狀態(tài)此時(shí)，電源內(nèi)阻上的電壓負(fù)載上的端電壓因而負(fù)載上吸收的功率也等于零，即所以電源產(chǎn)生的功率全部消耗在內(nèi)阻上，即上一頁下一頁返回第四節(jié)電路的三種工作狀態(tài)內(nèi)阻Ｒ０一般很小，由式（１－２２）可知ＩＳＣ將很大。如果這種狀態(tài)不能迅速排除，短路電流經(jīng)過內(nèi)阻產(chǎn)生的熱量會(huì)燒壞電源。電源短路是一種嚴(yán)重事故，應(yīng)盡量避免。為了防止短路引起大電流損壞電源的事故出現(xiàn)，通常在電路中安裝熔斷器或自動(dòng)保護(hù)裝置。一旦發(fā)生短路故障時(shí)，能迅速切斷電路使之處于開路