大家好,今天小編關注到一個比較有意思的話題,就是關于金屬板的厚度會影響電荷嗎的問題,于是小編就整理了2個相關介紹金屬板的厚度會影響電荷嗎的解答,讓我們一起看看吧。
鐵板電容過會不會變得很硬?
鐵板電容不會變得很硬。電容器是一種儲存電荷的裝置,由兩個導體間隔離且可以保持電位差的物質構成。鐵板電容是電容器的一種,其中兩個導體之間是鐵板。它們的硬度取決于鐵板的質地和厚度,而不是電容器內的電荷儲存情況。因此,鐵板電容的硬度不會因為電容器存儲電荷而改變。
變壓器的輸入端為什么不會短路?
是不是感覺很神奇?變壓器輸出端會短路,為什么輸入端直接接電壓卻不會短路?這就是科學的奧秘。
變壓器線圈一般是由銅絲組成,銅絲相當于導線,導線是有相應電阻的,其電阻的公式為R=ρ*l/s,ρ為電阻率,l為導線的長度,s為導線的橫截面積。
假設220VAC轉24VAC的變壓器,初級線圈匝數為1000,那么次級線圈匝數為109,分別繞在變壓器鐵芯上,假設平均每圈長度為20cm,則初級線圈導線總長度為200米,常溫下銅的電阻率為0.0178Ω.m,假設使用0.25方的銅線,則導線電阻R=0.0178*200/0.25=14.24Ω。線圈電阻相對來說很小。
但是,變壓器初級線圈屬于感性負載,變壓器初級線圈的電感公式為L=μN2S/l,可見其電感量與線圈的匝數N、變壓器磁回路橫截面積S、變壓器鐵芯磁回路平均長度l、變壓器鐵芯磁導率μ有關。
根據感抗的公式XL=2πfL,其中f為頻率,L為電感量,220V交流電的頻率為50HZ,假設初級線圈電感量為2H,則感抗XL=2*3.14*50*2=628(Ω),
由以上計算得知電感線圈的阻抗R為14.24Ω,感抗XL=628Ω,那么該電感線圈的總阻抗為Z= (R2+XL2)?=628.2(Ω)。
特別提醒:阻抗R與感抗XL相加后的總阻抗必須遵循三角形法則,而不是直接相加,比如Z=14.24Ω+628Ω=642.24Ω,是錯誤的!
再根據I=U/R可得,初級線圈的電流為I=220V/628.2Ω≈0.35A,0.25mm2的銅導線完全能夠承載0.35A的電流,因此,初級線圈能夠正常工作。
若是直接通220V的直流電壓會發生什么?根據I=U/R=220V/14.24Ω=15.4A,電流嚴重過大,線圈發熱而燒斷!
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題主提這個問題時,應該是忽略了變壓器其實是在交流電下工作的,所以不會短路。至于為什么,我想系統地闡述一下,以幫助題主回顧高中的知識,并進一步加深對電路知識的理解。
首先,我們來了解一下,什么是短路。我們在學初中物理時最早接觸短路的概念,電源不接任何負載,直接接一根導線連通正負極,則電源就會短路,有可能燒壞電源,并引起危險。也就是說,電路接上負載才不會短路,而初中時,負載其實就等于電阻。其實,從高中以后,電路中就很少講電阻了,取而代之的是“阻抗”,阻抗其實就是阻止電路中電流過大的器件,有阻抗的用電器有很多,比如電熱棒,充電寶,電風扇等等。短路的本質就是,電路中阻抗為零或接近零。在電路中,最基本的阻抗有三種:電阻、電容和電感。
首先說一下電阻電路,如下面兩個圖所示。電阻說白了就是一條很長很細導電能力很差的導線,電荷無論從哪一端經過電阻時,阻抗都是一樣的。就好比你走一條平坦的路,無論是從這頭走到那頭,還是從那頭走到這頭,做的功都是一樣的。因此,如果電路中,只有電阻,那么無論這個電路是在交流電還是直流電下,它都是有阻抗的,并且它的阻抗在兩種電流下都是一樣。
再來說一下電容電路,如下面兩個圖所示。最簡單的電容器由兩塊平行金屬板組成,兩塊金屬板之間是介電層,也就是絕緣層,電荷一般是無法通過絕緣層的,因此兩金屬板之間是沒有電流了。這時,電路如果接的是直流電源,那么整個電路就相當于斷路,也就是電路的阻抗無限大。
可是,為什么電路如果接的交流電,就相當于短路,也就是阻抗無窮小呢?是不是接上交流電,電容就導通了呢,兩塊金屬板之間就有電荷流動了呢?注意,電荷是不能在絕緣體流動的,就算接上交流電,兩塊金屬板間也是沒有電荷移動的,就是沒有電流。那為什么說電容接交流電相當短路呢?這是因為,電容有一個充放電的功能,當接通電源時,正負電荷會迅速在電容器的兩塊金屬板間聚集,假如這時候,左邊的金屬板聚集的是正電荷,右邊的金屬板聚集的是負電荷,因為是交流電,當電壓反向時,左右兩邊的正負電荷就要互換位置,這時電荷就會在電路中流動,形成電流,當交流電頻越高時,左右金屬板的電荷互換位置的頻率也就越高,電流也就越大,電容表現出來的阻抗也就越小,當交流電的頻率達到一定程度,電容幾乎無阻抗,電路也就短路了。
最后說一下電感電路,如下面兩個圖所示。當電感電路接直流電源時,由于電路中沒有電流的變化,所以電感處也沒有磁場的變化,電感只是相當于一要導線,因此,電路阻抗為0,電路短路。
如果電感電路接入的是交流電源,所以通過電路的電流不斷地在變化,也就是通過電感的電流不變地在變化,由于電流產生磁場,與就是通過電感的磁場在不斷地變化。由楞次定律,電感本身會產生一個阻礙磁場變化的感生磁場,阻礙磁場的變化,也就是阻礙電路電流的變化,導致電路的電流不會變得太大。也就是說,電感在交變的電場下,產生一個較大的阻抗,阻礙電路的電流變化,所以接交流電的電感電路是有阻抗的,它不會短路,這也是變壓器的輸入端不會短路的原因。
總結一下,簡單電路中只有下圖三種電路會短路。
變壓器的工作原理圖如下,題主可以按上面的方法分析一下,變壓器的輸入端會不會短路。
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朋友們好,我是電子及工控技術,我來回答這個問題。變壓器是我們很常見的一種變電壓和變電流的設備,在許多場合都會用到,比如在一些電子產品中需要把交流220V的電壓變換成交流9V或者12v的電壓需要用到降壓變壓器;還有的場合需要把低的電壓變成很高的電壓,例如發電廠發出的電壓低電流大,為了把電輸送到很遠的距離,就需要升壓變壓器把電壓抬升很高,電流變的很小才行,我說了它的這兩個用處,朋友們可能會發現這個變壓器都是用在交流電的電路中的,如果放在直流電中會如何呢?這也就是我下面要說的問題。
變壓器不會被短路的原因
首先要想回答這個問題我們需要從變壓器的內部結構尋找答案,變壓器主要是由繞組和鐵芯兩部分構成的,這個繞組就是我們所說的電感,它是由又細又長的漆包線纏繞在鐵芯上形成的,纏繞的圈數越多那么這個繞組線圈的電感量就越大,我們從下面的示意圖來看它就是分組在鐵芯上纏繞很多圈,根據繞制的組數不同可以分成單相變壓器和三相變壓器。
1、變壓器輸入端電感量的大小和所輸入電源的頻率高低保證了變壓器不會短路
我們知道變壓器的繞組是電感,由于繞組的繞數非常多,少則可纏繞幾百圈,多時可以達到幾千圈,纏繞的圈數越多這個電感量就越大,因此可見變壓器的電感量還是非常大的,如下圖所示,一般變壓器繞做纏繞的都非常多。
另一個原因是要想使變壓器輸入端不短路,它的輸入端必須要用交流電才可以。因為交流電輸入繞組線圈后會對交流電有一個阻礙的作用,我們一般用感抗XL來表示。這個感抗與通入交流電的頻率也有很大關系,交流電的頻率越高那么這個感抗值也就越大。由于以上兩種原因保證了變壓器的輸入端不會短路。
假設如果變壓器輸入端輸入的是直流電的話,由于直流電的頻率f是為零的,我們根據XL=2πfL,那么變壓器輸入端的感抗XL也就為零了,這樣變壓器的輸入端就會短路了,比一會的話這個變壓器就會冒煙燒毀了。
變壓器別的作用
前面我們分析了變壓器輸入端不會短路的原因,下面再簡單說說這個變壓器除了變壓和變流外它還用什么作用能?其實有的變壓器還可以作為耦合和阻抗變換的作用,下面我們舉一個典型例子與大家分享一下它的這些作用。
我們以比較老式的超外差收音機為例子,我們知道在收音機的最后都有喇叭進行音量的輸出,通過測量這個喇叭的電阻會發現,它的阻抗是很小的,一般在4歐姆到16歐姆之間,如果我們把喇叭直接接在功放電路的話,喇叭的聲音會很小,這表明喇叭所得到的功率也很小。為了解決喇叭聲音小的問題,我們可以請出喇叭來幫忙,它的作用就是把喇叭的電阻和功放的內阻變換成一樣大,這樣喇叭就會達到最大的輸出功率了,那么聲音也就會提高了許多。
關于變壓器耦合的問題,它的作用主要是使信號在放大電路的上下級傳遞時使信號不失真,同時還可以把沒用的干擾信號濾除掉,例如在超外差收音機中放大電路之間就用了中周變壓器進行耦合的,如下圖所示。
變壓器的種類
最后再看看變壓器的種類,在電路中我們會根據需要來制作不同的變壓器的,這也就是說變壓器種類有多種的類型的,比如除了前面講的工頻變壓器或電力變壓器外在工作頻率上還有中頻變壓器,比如上面講的收音機中耦合所用的中周變壓器,另外還有脈沖變壓器,我們也叫高頻變壓器,比如在開關電源中所使用的。在電頻車充電器中,液晶電視機的電源電路中等等都用的是高頻脈沖變壓器。
總之,通過我們這一番的探討,變壓器不論是什么類型的,它只能用在交流電中才能保證它的輸入端不短路,也只有用在交流信號中它的輸出端才有輸出。以上就是我對這個問題的看法,希望能給你帶來幫助。歡迎朋友參與討論,敬請關注電子及工控技術,感謝點贊。
到此,以上就是小編對于金屬板的厚度會影響電荷嗎的問題就介紹到這了,希望介紹關于金屬板的厚度會影響電荷嗎的2點解答對大家有用。