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可編程直流電源基本原理及介紹
閱讀：3388 發(fā)布時間：2019-7-10
各行各業(yè)都需要用到電源設備。在生產(chǎn)測試中，可編程直流電源的寬范圍電壓輸出適用于測試和分析組件、電路、模塊和完整器件的特性。那么可編程直流電源的基本原理是怎樣的呢?
單靠水位高低之差不能維持穩(wěn)恒的水流，而借助于水泵持續(xù)地把水由低處送往高處就能維持一定的水位差而形成穩(wěn)恒的水流。與此類似，單靠電荷所產(chǎn)生的靜電場不能維持穩(wěn)恒的電流，而借助于可編程直流電源，就可以利用非靜電作用(簡稱為“非靜電力”)使正電荷由電位較低的負極處經(jīng)電源內(nèi)部返回到電位較高的正極處，以維持兩個電極之間的電位差，從而形成穩(wěn)恒的電流。
可編程直流電源中的非靜電力是由負極指向正極的。當可編程直流電源與外電路接通后，在電源外部(外電路)，由于電場力的推動，形成由正極到負極的電流。而在電源內(nèi)部(內(nèi)電路)，非靜電力的作用則使電流由負極流到正極，從而使電荷的流動形成閉合的循環(huán)。
表現(xiàn)可編程直流電源本身的一個重要特征量是電源的電動勢，它等于單位正電荷從負極通過電源內(nèi)部移到正極時非靜電力所作的功。當電源給電路提供能量時，所供給的功率P等于電源的電動勢E與電流I兩者的乘積，P=EI。電源的另一個特征量是它的內(nèi)電阻(簡稱內(nèi)阻)R0，當通過電源的電流為I時,電源內(nèi)部損耗的熱功率(即單位時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱)等于R0I。
當電源的正、負兩極沒有連通時,電源處于斷路(開路)狀態(tài)，這時電源兩電極之間的電位差在量值上即等于電源的電動勢。在斷路狀態(tài)下，不發(fā)生非電能與電能的相互轉(zhuǎn)換。當把負載電阻接到電源的兩極上以構成閉合回路時，通過電源內(nèi)部的電流從負極流到正極，這時，電源所提供的功率EI等于輸送到外電路的功率UI(U是電源正極與負極之間的電位差)與內(nèi)電阻中損耗的熱功率R0I之和，EI=UIR0I。于是，當電源向負載電阻提供功率時，電源兩極間的電位差U=E-R0I。
當用另一個電動勢較大的電源接到電動勢較小的電源上，正極接正極，負極接負極(例如用直流發(fā)電機對蓄電池組充電)時，在電動勢較小的電源內(nèi)部，電流是從它的正極流到負極的，這時，外界向電源輸入電功率UI，它等于電源中單位時間內(nèi)儲存的能量EI與內(nèi)電阻中損耗的熱功率R0I之和，UI=EIR0I。于是，當外界向電源輸入功率時，外界加到電源兩極之間的電壓應為U=ER0I。
當可編程直流電源電源的內(nèi)電阻可以忽略不計時，可以認為電源的電動勢在量值上近似地等于電源兩極間的電位差或電壓。
為了取得較高的直流電壓，常將可編程直流電源串聯(lián)使用，這時總電動勢為各電源的電動勢之和，總內(nèi)阻也為各電源內(nèi)電阻之和。由于內(nèi)阻增大，一般只能用于所需電流強度較小的電路。為了取得較大的電流強度，可以將等電動勢的可編程直流電源并聯(lián)使用，這時總電動勢即為單個電源的電動勢，總內(nèi)阻為各電源內(nèi)電阻的并聯(lián)值。