理论教育 额定值和实际值的关系

额定值和实际值的关系

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:当电流超过额定值过多时,由于发热过甚,绝缘材料将遭受损坏;当所加电压超过额定值过多时,绝缘材料也可能被击穿。因此,制造厂在制定产品的额定值时,要全面考虑使用的经济性、可靠性以及寿命等因素,特别要保证设备的工作温度不超过规定的容许值。电气设备或元件的额定值常标在铭牌上或写在其说明书中,在使用时应充分考虑额定数据。例如一把电烙铁,标有220V、45 W,这是额定值,使用时不能接到380V 的电源上。

额定值和实际值的关系

通常负载(例如电灯、电动机等)都是并联运行的。因为电源的端电压是基本不变的,所以负载两端的电压也是基本不变的。因此当负载增加(例如并联的负载数目增加)时,负载所取用的总电流和总功率都增加,即电源输出的功率和电流都相应增加。就是说,电源输出的功率和电流决定于负载的大小。

既然电源输出的功率和电流决定于负载的大小,是可大可小的,那么,有没有一个最合适的数值呢? 对负载来说,它的电压、电流和功率又是怎样确定的呢? 要回答这个问题,需要引出额定值这个术语。

各种电气设备的电压、电流及功率等都有一个额定值。例如一盏电灯的电压是220V,功率是60 W,这就是它的额定值。额定值是制造厂为了使产品能在给定的工作条件下正常运行而规定的正常容许值。大多数电气设备(例如电机变压器等)的寿命与绝缘材料的耐热性能及绝缘强度有关。当电流超过额定值过多时,由于发热过甚,绝缘材料将遭受损坏;当所加电压超过额定值过多时,绝缘材料也可能被击穿。反之,如果电压和电流远低于其额定值,不仅得不到正常合理的工作情况,而且也不能充分利用设备的能力。此外,对电灯及各种电阻器来说,当电压过高或电流过大时,其灯丝或电阻丝也将被烧毁。

因此,制造厂在制定产品的额定值时,要全面考虑使用的经济性、可靠性以及寿命等因素,特别要保证设备的工作温度不超过规定的容许值。电气设备或元件的额定值常标在铭牌上或写在其说明书中,在使用时应充分考虑额定数据。例如一把电烙铁,标有220V、45 W,这是额定值,使用时不能接到380V 的电源上。额定电压、额定电流额定功率分别用UN,IN 和PN 表示。

使用时,电压、电流和功率的实际值不一定等于它们的额定值,这也是一个重要的概念。究其原因,一个是受到外界的影响。例如电源额定电压为220V,但电源电压经常波动,稍低于或稍高于220V。这样,额定值为220V、40 W 的电灯上所加的电压不是220V,实际功率也就不是40 W 了。

另一原因如上所述,在一定电压下电源输出的功率和电流决定于负载的大小,就是负载需要多少功率和电流,电源就给多少,所以电源通常不一定处于额定工作状态,但是一般不应超过额定值。对于电动机也是这样,它的实际功率和电流也决定于它轴上所带的机械负载的大小,通常也不一定处于额定工作状态。

例1-6 有一220V、60W 的电灯,接在220V 的电源上,试求通过电灯的电流和电灯在220V 电压下工作时的电阻。如果每晚用3h,问一个月消耗多少电能?

也可用计算。

一个月用电

W=PNt=60 W×(3×30)h=5.4kW·h

例1-7 有一额定值为5W、500Ω 的线绕电阻,其额定电流为多少? 在使用时电压不得超过多大的数值?(www.daowen.com)

解 根据额定功率和电阻值可求出额定电流,即

在使用时电压不得超过

UN=RIN=500×0.1V=50V

因此,在选用时不能只提出电阻值,还要考虑电流有多大,而后提出功率。

[思考题]

1.做实验需要一只1 W、500kΩ 的电阻元件,但实验室只有0.5 W、250kΩ和0.5 W、1MΩ 的电阻若干只,请问应如何解决?

2.如果将一220V、50W 的电灯接到380V 和127V 的电源上使用,分别会有什么问题?

3.某用电器的额定功率为1 W、额定电压为100V,欲接到200V 的直流电源上工作,应选下列哪个电阻与之串联才能正常工作? 为什么?

(1)R=10kΩ,PN=0.5 W;(2)R=5kΩ,PN=2 W;

(3)R=20kΩ,PN=0.25 W;(4)R=10kΩ,PN=1.2 W。

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