当线路比较短的时候电阻很小,电压降也很小,几乎可以忽略不计。但是当线路较长的时候,电线电阻比较大,这个时候就不得不考虑电压降了。为什么会产生电压降呢?其实这个很好理解。
举个例子
如下图所示:在一个220V的电源上接了一个白炽灯。电线较短的时候电阻很小,几乎可以忽略不计。此时,灯两端的电压等于电源电压220V。根据欧姆定律,线路电流等于电源电压除以灯的电阻,即I=U/R=220V÷20=11A。
现在换一种场景,假设这个电源和灯的距离很远,那么导线的电阻就不能忽略不计了。因为导体电阻和长度成正比,电线越长电阻越大。假设电源两条电线的电阻为R1和R2,那么整个电路就可以看成如下所示:
此时,由于灯和导线(电阻)是串联关系,电源外部总电阻为:R=R1+R2+R灯=22Ω。根据欧姆定律,我们得出线路电流大小为 I=220V÷22Ω=10A,灯两端的电压为 10A×20Ω=200V。
电源电压为220V,但是灯实际电压只有200V,中间损失了20V,这20V就是我们说的电压降。
那么电压降是怎么计算的呢?同样,根据欧姆定律可以得出,U=I×(R1+R2)=10A×2Ω=20V。
从上述计算可以看出,电压降的大小和线路电流以及线路电阻有关。线路电流越大、电阻越大,电压降越大。所以当电源和负载距离较远,线路电压降比较多时,我们可以通过降低电线电阻来降低压降。(比如增加电线截面积)
注意:为了简单说明原理,以上我是以纯阻性负载来举例。实际上线路压降计算比这要复杂的多,因为电线不仅有电阻,还有电感效应对电流的阻碍作用,我们把它称之为“感抗”。具体电压降怎么计算,那就是另外一个话题了。
看到这里,相信大家心里应该有答案了。电力线路产生压降的根本原因就是因为电线存在电阻,当线路中有电流时就会产生压降。也可以理解成电线电阻和负载是串联关系,由于串联分压,电线电阻分走了一部分电压,所以负载得到的电压就低了!