在不同电路中，同一电源两端电压会发生变化吗？ 第1页

这个问题看似简单，但如果仔细推敲起来，它背后的知识还是蛮丰富的。

题主讨论的电源两端的电压其实就是路端电压，也就是加载在负载两端的电压。我们看下图：

由图1，我们有：

，式1

式1非常重要，它是我们分析题主问题的核心表达式。

式1中，Rx是电源内阻与线路电阻的合并值；R是电路负载的等效电阻；E是电源电动势，XT1和XT2是电源接线端子，U当然就是路端电压了。

我们注意看，路端电压U与Rx与R的比值有关。如果Rx的值远远小于R，甚至可以忽略不计，则路端电压U就等于电源电动势E；反之，如果Rx远远大于R，则路端电压U趋近于零。

以下我们分别针对干电池电源、稳压电源和交流电源来展开讨论。

1.干电池供电的路端电压

设想，我们把四只1.5V内阻为0.15Ω的电池串接起来，构成6V的电源，电源总内阻是0.6Ω。我们用此电池分别对6V1.5W的灯泡和10Ω的电阻供电。我们看下图：

图2中给出了两种不同情况，试问：这两种情况下路端电压U会有何种变化？

我们先求灯泡HL的电阻：

我们根据式1来算图2的1图（灯泡负载）路端电压U：

再看图2的2图（电阻负载）路端电压U：

我们看到，灯泡HL的电阻大于电阻R的阻值（10Ω），故灯泡电路的路端电压是5.8537V，而10Ω电阻的路端电压是5.6604V。由此可见，线路电阻加电源内部相对于负载电阻之比是决定路端电压的重要因素。

相同的电池，但两电路的负载不同，两个对应的路端电压也不同，这说明了什么？

2.稳压电源供电的路端电压

我们看下图：

从图3右侧的伏安特性曲线可以看出，只要电流不超过稳压电源的设计电流，则稳压电源对电路的供电电压Usc与电路等效电阻无关。若电流超过设计电流，电压将下降，调整晶体管会严重发热，甚至烧毁，故稳压电源电路中需要配套过电流保护。

对于稳压电源产品，也包括开关电源在内，如果电流大于电源额定电流，则电源输出电压会下降。当电流超过电源过载最大允许电流后，电源的保护会启动，电流降至零，电压亦为零，且必须人工手动复位。

由此可见，稳压电源的输出电压与电池输出电压完全不同。

3.交流配电网（交流电源）供电的路端电压

在供配电技术里，有一个很重要的规定：当供配电线路发生短路时，线路阻抗（包括电力变压器内阻在内）依然小于短路阻抗的1/50。也就相当于式1中的负载电阻R为短路点电阻Rk，而线路电阻Rx=Rk/50，我们把此参数代入到式1中，得到：

，式2

也就是说，即使发生了短路，短路点的电压依然近似等于原先的额定电压。我们把这种特性的配电网叫做无限大容量配电网。

我们看下图：

图4告诉我们一个重要事实：对于无限大容量配电网在短路前后系统电压基本不变。从图4中可以看到，短路后的电压波形u与短路前的电压u完全一致。

由此可见，交流配电网对于短路都可以做到电压基本不变，那么正常允许状态时负载数量发生改变又能奈何我哉？

对于低电压配电网，它是有限容量的，发生短路并持续时，电力变压器处的电压会下降到额定电压的50%，而用电设备处的电压会下降到额定电压的15%。但对于运行状态来说，只要负载容量不超过电力变压器容量的70%，则电压基本不变。

4.结论

题主提出这个问题探讨的对象，最大可能性指的是电池供电电路和稳压电源供电电路。通过以上讨论，我们已经知道两者的路端电压特性是不一致的。

由此可见，题主一定要把电池的伏安特性弄明白，把稳压电源的伏安特性弄明白，这是关键！

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