功率给定值达不到电阻低

作者：Patrick Zhang
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

题主的主题包括两方面的内容：

1）为何负载功率变大，电源（电池）输出的电压会降低？

2）如果电源输出的功率不变，电源（电池）输出的电流变大的物理机制是什么？

我来回答这个问题。不过要说明一下，我不知道题主的知识水平如何，姑且认为题主已经熟知电路的基本原理。

====================

由题主的问题可以看出，题主所指的电源均是直流（电池）。

我们来看下图：

从电路图中看到，电源E是有内阻的，内阻就是r，外部负载电阻是R，我们来求路端电压U：

由此，我们绘制出电路的伏安特性曲线。

这条曲线事实上是一条斜线，它的名称是电源负载线。

所以当改变负载Rfz的阻值时，电流也发生改变，但电源的总电动势E不变，因此输出电压也即路端电压U当然要下降了。

这就是题主问题1的解释。

如果我们期望路端电压U不变，那么必须电源的内阻r为零，此时电源变成恒压源，它的伏安特性曲线平行于电流线，也即图中的水平虚线。

在实际工作中，恒压源不存在，电源都存在内阻。不过，当电源的功率比负载大得多时，可以近似地认为电源是恒压源。

那么这个条件是什么？

由于电源外电路短路时电流很大，因此对电源来说，一定存在一个能够承受或者允许的外电路电阻最小值，设此值为。若：

则有：

注意这里的电流实质上是短路电流Ik！

这就是题主问题2的解释。

===================

需要说明的是，这里的设定值来源于配电网的参数。在配电网，电流为数千安，短路电流可达上百千安，而电阻则要换成阻抗，显见与区区的电池能量不具有可比性。

尽管如此，它们的意义却是相同的。

注意哦，这第二个结论才是本帖的精华所在！