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为什么用电器短路时经过用电器的电流非常小以至于用电器不正常工作?

2014-12-13科学

电气工程专业三年级哈士奇路过

题主说的电路应该是这样的

让我们合上灯的开关,毫无疑问,灯亮了。关门,放图:

然后题主丧心病狂的把下面的那个开关也给闭合了。(不要重复!不要重复!不要重复!实验室重复本实验你会被实验老师骂死的同时赔掉一个恒压源!)

于是题主惊奇的发现电路理论给出的现象和事实不同。谁都知道,下面一个开关闭合的同时就把灯短路了,灯应该灭掉才对。

实践是检验真理的唯一标准。
——某人

当理论和实践出现矛盾的时候,你应该跟我一样大声的说,愚蠢的地球人,修改理论吧!!!

在题主的理论体系中,我们看到电压源具有这样的一个特点:

这是个恒压源,也就是说,电源两端不管是否输出电流,电源始终保持100V的电压。

很明显地球人的理论和地球人做实验的时候,用的元件是不同的。

最简单的例子,地球人理论里面用了大量没有电阻的导线,可是地球人的实验用导线都是有电阻的。超导体研究了那么多年,目测刚摸到门把手。

同样的道理,地球人理论中,电源都是没有内阻的。可是实际上电源是有内阻的,因为内阻的存在,理论中金刚不坏的电灯泡萎掉了。

现在我们来仿真带内阻的电源。关门,放图:

现在题主合上了电键(开关)S1,发现灯亮了。

然后题主就像在题目中描述的那样,闭合电键(开关)S3:

(不要实物重复本实验!不要实物重复本实验!不要实物重复本实验!理由同上!这一次除了你烧掉一个电压源之外还搭上了一个小电阻!)

灯萎掉了。

问题的答案就在这里: 因为真实的电源有内阻,所以在理论中能够继续工作的用电器在被短路后无法工作了。

现在,我们继续分析灯灭掉的原因。

我们在电路中的灯两端接入电压表,在灯的支路和电源的干路上接入电流表,继续放图:

然后闭合电键S1:

大概的能够发现,电灯两端的电流是1A,电压接近100V,也就是题主理论中计算出的值。而偏差的那些,就是由于题主理论中没有电源内阻的原因。

考虑内阻之后,灯泡两端电压大概是95V,跟额定电压差不多。所以灯亮了。

然后题主丧心病狂的又一次闭合了电键S3:

就成了这个样子,灯两端的电压20nV,流过电流2nA,这灯要是还能亮那才是活见鬼了。

并不是因为但是我们看到,电源输出的电流不但没有减小,而且还增加了20倍。只不过这一次,20安培的电流全都从下面流走了,电流也是偷懒的,能不做功就不做功,从灯上走还要发光,多烦躁。

所以,电源电压全都落在内阻上了。如果你学过焦耳定律,那么很明显,一会这电源就该冒烟了。

所以实验室里,绝对不允许电源短接。No Zuo NO DIE!

最后在仿真一张图:如果题主那样的电源,没有内阻的时候短接会怎样呐?

导线并不能把电灯两端拉成等势体 ,灯两端仍然有90V的电压。电流也接近1A。

而短路的那个开关S3两端,也有90V的电压,但是电流已经大到无法描述的地步。

最后在一次警告:

不要在实验室重复本实验!不要在实验室重复本实验!不要在实验室重复本实验~~

这一次你除了烧掉一个电源之外,一定还会买一赠一的毁掉一个电流表,此言童叟无欺如假包换。

嗯,我是不是应该发个多图预警?Orz