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直流电源的工作原理解析
时间:2021-10-26 11:55:27 点击:
 

直流电源有正、负两个电极,正极电位高,负极电位低,在外部电路中形成正极到负极的电流,两个电极与电路连接后,电路两端之间可以维持一定的电位差,,那么,下面一起了解下直流电源的工作原理解析吧!

光靠水位的高低差不能维持稳定的水流,但用泵将水从低到高持续输送,可以维持一定的水位差,形成稳定的水流。 同样,仅由电荷形成的静电场不能维持稳定的电流,但是如果利用直流电源,则简称为非静电作用“非静电力”。 将正电荷从电位低的负极通过电源内部返回电位高的正极,维持两电极之间的电位差,可以形成稳定的电流。 因此,直流电源是能量转换装置,将其他形式的能量转换为供电电路,维持电流的稳定流动。

直流电源中的非静电力从负极指向正极。 接通直流电源和外部电路后,在电源的外部(外部电路),通过电场的力形成从正到负的电流。 另一方面,在电源内部(内部电路),非静电力使电流从负极流向正极,电荷的流动成为闭合的循环。

表现电源自身的重要特征之一是电源的电动势,当电源向电路提供能量时,所提供的电力p等于电源的电动势e和电流I的积,这等于单位正电荷从负极通过电源内部向正极移动时的非静电力作用。 即P=E I。 电源的另一个特征量是其内阻(简称内阻) R0,通过电源的电流为I时,电源内部损失的热功率)即单位时间产生的焦耳热)等于R0I。

电源的正极、负极未连接时,电源处于切断(开路)状态,此时,电源两电极间的电位差的大小与电源的电动势相等。 在切断状态下,非电能和电能不发生相互转换。 如果将负载连接到电源的两极构成闭合回路,则通过电源内部的电流从负极流向正极。 这时,从电源供给的电力E I是向外部电路供给的电力uI(u是电源的正极和负极的电位差)与因内部电阻而损失的热电力R0I之和,E I=U IR0I。 于是,当电源向负载电阻供电时,电源两极之间的电位差U=E-R0I。

如果将另一个电动势大的电源与电动势小的电源连接,这时,从外部向电源输入电力U I,这等于单位时间内储存在电源中的能量E I和内部电阻损失的热电力R0I之和,U I=E IR0I。正极与正极连接,负极与负极连接(例如用直流发电机对蓄电池组充电),则在电动势小的电源内部,电流从该正极流向负极。 因此,可以认为,在电源的内阻可以忽略不计时的情况下,从外部向电源输入电力时,从外部施加在电源两极之间的电压为U=ER0I。电源的电动势与电源两极之间的电位差或电压在大小上近似相等。

为了得到高直流电压,总内阻也是各电源内阻之和。 由于内部电阻增加,一般只能用于所需电流强度小的电路。 多串联直流电源使用,这种情况下的总电动势是各电源的电动势之和,为了获得较大的电流强度,可以并联使用等电动势的直流电源。 此时,总电动势为单一电源的电动势,总内部电阻为各电源内部电阻的并联值。

直流电源的类型很多,不同类型的直流电源,非静电力是与离子溶解和堆积过程相关的化学作用。 化学电池放电后,非静电力的性质不同,能量转换的过程也不同。 在化学电池(如干电池、蓄电池等)中,化学能转换为电能和焦耳热,当温差电源向外部电路提供电力时,热能部分地流向电能在直流发电机中,非静电力是电磁感应作用,直流发电机供电时,机械能转换为电能和焦耳热。在温差电源(例如金属温差电动机、半导体温差电动机)中,非静电力是与温差和电子的浓度差相关的扩散作用, 在光电池中,非静电力是光伏效应的作用,光电池供电时,光能转换为电能和焦耳热。

以上介绍的就是直流电源的工作原理解析,如需了解更多,可随时联系我们!

 

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