附加阻力的计算

概念和公式

如果消费者必须在高于其设计电压的电压下开启，它们将与附加电阻 rd 串联开启（图 1）。额外的阻力造成 电压下降 Ud，将用户的电压降低到需要的值Up。

电源电压等于消费者电压和附加电阻的总和：U = Up + Ud； U = Upn + I ∙ rd。

从这个等式可以确定所需的额外电阻：I ∙ rd = U-Up，rd = (U-Up) / I。

使用附加电阻降低电压是不经济的，因为在电阻中电能被转化为热能。

米。 1.附加阻力

示例

1. 弧光灯（图 2）在弧压 Ul = 45 V 时消耗电流 I = 4 A。如果直流电源电压 U = 110 V，应将多大的电阻与灯串联？

米。 2.

在图。图 2 显示了包含石墨电极和附加电阻的图表，以及带有电阻和弧光灯名称的简化图表。

通过灯的电流 I = 4 A 和附加电阻 rd 将在电弧两端产生有用的压降 Ul = 45 V，并通过附加电阻产生压降 Ud = U-Ul = 110-45 = 65 V。

附加电阻 rd = (U-Ul) / I = (110-45) / 4 = 65/4 = 16.25 Ohm。

2. 工作电压为 140 V、电流为 2 A 的汞灯通过附加电阻连接到 220 V 网络，必须计算其值（图 3）。

米。 3.

网络中的电压等于附加电阻和汞灯中的电压降之和：

U=Ud+Ul；

220 = 我 ∙ 路 + 140;

2 ∙ rd = 220-140 = 80；

rd = 80/2 = 40 欧姆。

有了额外的电阻，只有当电流流过它时电压才会下降。当它打开时，全电源电压下降到灯，因为在这种情况下电流很小。附加电阻两端的电流和电压降逐渐增加。

3、将工作电压为105V、电流为0.4A的40W气体放电灯接入220V网络，计算附加电阻rd的值（图4）。

附加电阻必须将电源电压 U 降低到灯的工作电压 U1。

米。 4.

要点亮灯，首先需要 220 V 的电源电压。

U=Ud+Ul；

Ud=220-105=115V；

rd = (115 V) / (0.4 A) = 287.5 欧姆。

电阻两端的电压降导致电能损失，电能转化为热量。在交流电中，使用扼流圈代替附加电阻，这样更经济。

4. 为电压 Uc = 110 V 和功率 170 W 设计的真空吸尘器必须在 U = 220 V 下工作。附加电阻必须是多少？

在图。图 5 显示了真空吸尘器的草图和示意图，显示了带有风扇和附加电阻的电机 D。

电源电压在电机和附加电阻 rd 之间分成两半，使电机具有 110V。

U = Udv + Ud;

U = Udv + I ∙ rd；

220 = 110 + I ∙ rd。

我们根据吸尘器的数据计算电流：

I = P / Us = 170/110 = 1.545 A；

rd = (U-Udv) / I = (220-110) / 1.545 = 110 / 1.545 = 71.2 欧姆。

米。 5.

5.电压为220V，电流为12A的直流电机有 内阻 rv = 0.2 欧姆。阻力应该是多少 启动变阻器以便启动时的浪涌电流不超过 18 A（图 6）？

米。 6.

如果将电机直接连接到网络，没有启动电阻，则电机的启动电流将具有不可接受的值 Iv = U / rv = 220 / 0.2 = 1100 A。

因此，要打开电机，必须将该电流减小到大约 I = 1.5 ∙ In。在电机正常运行期间，变阻器短路（电机处于位置 5），因为电机本身会产生针对电源电压的电压；因此，标称电机电流具有相对较小的值 (In = 12 A)。

启动时，电流仅受启动变阻器和电机内阻的限制：I=U/(rd+rv)；

18 = 220 / (rd + 0.2); rd = 220 / 18-0.2 = 12.02 欧姆。

6.电压表的测量范围为 Uv = 10 V，其电阻 rv = 100 Ohm。为了让电压表测量高达 250 V 的电压（图 7），附加电阻 rd 应该是多少？

米。 7.

当包括串联附加电阻时，电压表的测量范围会增加。被测电压U分为两个电压：电阻两端的电压降Ud和电压表两端的电压Uv（图8）：

米。八。

U = Ud + Uv;

250 V = Ud + 10 B。

通过设备的电流（箭头完全偏转）将等于：Iv = Uv / rv = 10/100 = 0.1 A。

当测量 250 V 的电压（包括一个额外的电阻）时，相同的电流应该通过电压表。

那么 250 B = Ic ∙ rd + 10 B；

Iv ∙ rd = 250-10 = 240V。

附加电阻 rd = 240 / 0.1 = 2400 欧姆。

加上任何外加电阻，当电压表电压为10V时，电压表指针的偏转最大，但其刻度是根据外加电阻标定的。

在我们的例子中，箭头的最大偏差应对应于 250 V 的分度。

通常，电压表的量程增益为：

n = U / Uv，或n = (Ud + Uv) / Uv = Ud / Uv +1；

n-1 = (Ic ∙ rd) / (Ic ∙ rc);

rv ∙ (n-1) = rd;

rd = (n-1) ∙ rv。

7、电压表的内阻为80欧姆，量程为30V，计算需要的附加电阻rd的值，使电压表可以测量360V的电压。

根据前面计算得到的公式，附加电阻为：rd = (n-1) ∙ rv，

其中范围增益为 n = 360/30 = 12。

所以，

rd = (12-1) ∙ 80 = 880 欧姆。

新的 360 V 测量范围的附加电阻 rd 将为 880 欧姆。