為什么直流充電電源是一種能量轉(zhuǎn)換裝置
直流電源有正、負(fù)兩個(gè)電極，正極的電位高，負(fù)極的電位低，當(dāng)兩個(gè)電極與電路連通后，能夠使電路兩頭之間保持穩(wěn)定的電位差，然后在外電路中構(gòu)成由正極到負(fù)極的電流。
單靠水位凹凸之差不能保持穩(wěn)恒的水流，而借助于水泵繼續(xù)地把水由低處送往高處就能保持必定的水位差而構(gòu)成穩(wěn)恒的水流。與此相似，單靠電荷所發(fā)生的靜電場(chǎng)不能保持穩(wěn)恒的電流，而借助于直流電源，就能夠利用非靜電效果(簡(jiǎn)稱為“非靜電力”)使正電荷由電位較低的負(fù)極處經(jīng)電源內(nèi)部返回到電位較高的正極處，以保持兩個(gè)電極之間的電位差，然后構(gòu)成穩(wěn)恒的電流。因此，直流電源是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，它把其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能供應(yīng)電路，以保持電流的穩(wěn)恒活動(dòng)。直流電源中的非靜電力是由負(fù)極指向正極的。當(dāng)直流電源與外電路接通后，在電源外部(外電路)，因?yàn)殡妶?chǎng)力的推進(jìn)，構(gòu)成由正極到負(fù)極的電流。而在電源內(nèi)部(內(nèi)電路)，非靜電力的效果則使電流由負(fù)極流到正極，然后使電荷的活動(dòng)構(gòu)成閉合的循環(huán)。
線性可調(diào)穩(wěn)壓穩(wěn)流直流電源體現(xiàn)電源自身的一個(gè)重要特征量是電源的電動(dòng)勢(shì)，它等于單位正電荷從負(fù)極經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部移到正極時(shí)非靜電力所作的功。當(dāng)電源給電路供給能量時(shí)，所供應(yīng)的功率P等于電源的電動(dòng)勢(shì)E與電流I兩者的乘積,P=E I。電源的另一個(gè)特征量是它的內(nèi)電阻(簡(jiǎn)稱內(nèi)阻)R0，當(dāng)經(jīng)過(guò)電源的電流為I時(shí),電源內(nèi)部損耗的熱功率(即單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的焦耳熱)等于R0I。
當(dāng)電源的正、負(fù)南北極沒(méi)有連通時(shí),電源處于斷路(開(kāi)路)狀況，這時(shí)電源兩電極之間的電位差在量值上即等于電源的電動(dòng)勢(shì)。在斷路狀況下，不發(fā)生非電能與電能的彼此轉(zhuǎn)換。當(dāng)把負(fù)載電阻接到電源的南北極上以構(gòu)成閉合回路時(shí)，經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部的電流從負(fù)極流到正極，這時(shí)，電源所供給的功率E I等于輸送到外電路的功率U I(U是電源正極與負(fù)極之間的電位差)與內(nèi)電阻中損耗的熱功率R0I之和，E I=U IR0I。所以，當(dāng)電源向負(fù)載電阻供給功率時(shí)，電源南北極間的電位差U=E-R0I。
當(dāng)用另一個(gè)電動(dòng)勢(shì)較大的電源接到電動(dòng)勢(shì)較小的電源上，正極接正極，負(fù)極接負(fù)極(例如用直流發(fā)電機(jī)對(duì)蓄電池組充電)時(shí)，在電動(dòng)勢(shì)較小的電源內(nèi)部，電流是從它的正極流到負(fù)極的，這時(shí)，外界向電源輸入電功率U I，它等于電源中單位時(shí)間內(nèi)貯存的能量E I與內(nèi)電阻中損耗的熱功率R0I之和，U I=E IR0I。所以，當(dāng)外界向電源輸入功率時(shí)，外界加到電源南北極之間的電壓應(yīng)為U=ER0I。
當(dāng)電源的內(nèi)電阻能夠忽略不計(jì)時(shí)，能夠認(rèn)為電源的電動(dòng)勢(shì)在量值上近似地等于電源南北極間的電位差或電壓。
為了獲得較高的直流電壓，常將直流電源串聯(lián)運(yùn)用，這時(shí)總電動(dòng)勢(shì)為各電源的電動(dòng)勢(shì)之和，總內(nèi)阻也為各電源內(nèi)電阻之和。因?yàn)閮?nèi)阻增大，一般只能用于所需電流強(qiáng)度較小的電路。為了獲得較大的電流強(qiáng)度，能夠?qū)⒌入妱?dòng)勢(shì)的直流電源并聯(lián)運(yùn)用，這時(shí)總電動(dòng)勢(shì)即為單個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)，總內(nèi)阻為各電源內(nèi)電阻的并聯(lián)值。
直流電源的類型許多，不同類型的直流電源中，非靜電力的性質(zhì)不同，能量轉(zhuǎn)換的進(jìn)程也不同。在化學(xué)電池(例如干電池、蓄電池等)中，非靜電力是與離子的溶解和堆積進(jìn)程相聯(lián)系的化學(xué)效果,化學(xué)電池放電時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和焦耳熱在溫差電源(例如金屬溫差電偶、半導(dǎo)體溫差電偶)中，非靜電力是與溫度差和電子的濃度差相聯(lián)系的擴(kuò)散效果，溫差電源向外電路供給功率時(shí)，熱能部分地轉(zhuǎn)化為電能。在直流發(fā)電機(jī)中,非靜電力是電磁感應(yīng)效果,直流發(fā)電機(jī)供電時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能與焦耳熱。在光電池中，非靜電力是光生伏打效應(yīng)的效果，光電池供電時(shí)，光能轉(zhuǎn)化為電能和焦耳熱。
單靠水位凹凸之差不能保持穩(wěn)恒的水流，而借助于水泵繼續(xù)地把水由低處送往高處就能保持必定的水位差而構(gòu)成穩(wěn)恒的水流。與此相似，單靠電荷所發(fā)生的靜電場(chǎng)不能保持穩(wěn)恒的電流，而借助于直流電源，就能夠利用非靜電效果(簡(jiǎn)稱為“非靜電力”)使正電荷由電位較低的負(fù)極處經(jīng)電源內(nèi)部返回到電位較高的正極處，以保持兩個(gè)電極之間的電位差，然后構(gòu)成穩(wěn)恒的電流。因此，直流電源是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，它把其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能供應(yīng)電路，以保持電流的穩(wěn)恒活動(dòng)。直流電源中的非靜電力是由負(fù)極指向正極的。當(dāng)直流電源與外電路接通后，在電源外部(外電路)，因?yàn)殡妶?chǎng)力的推進(jìn)，構(gòu)成由正極到負(fù)極的電流。而在電源內(nèi)部(內(nèi)電路)，非靜電力的效果則使電流由負(fù)極流到正極，然后使電荷的活動(dòng)構(gòu)成閉合的循環(huán)。
線性可調(diào)穩(wěn)壓穩(wěn)流直流電源體現(xiàn)電源自身的一個(gè)重要特征量是電源的電動(dòng)勢(shì)，它等于單位正電荷從負(fù)極經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部移到正極時(shí)非靜電力所作的功。當(dāng)電源給電路供給能量時(shí)，所供應(yīng)的功率P等于電源的電動(dòng)勢(shì)E與電流I兩者的乘積,P=E I。電源的另一個(gè)特征量是它的內(nèi)電阻(簡(jiǎn)稱內(nèi)阻)R0，當(dāng)經(jīng)過(guò)電源的電流為I時(shí),電源內(nèi)部損耗的熱功率(即單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的焦耳熱)等于R0I。
當(dāng)電源的正、負(fù)南北極沒(méi)有連通時(shí),電源處于斷路(開(kāi)路)狀況，這時(shí)電源兩電極之間的電位差在量值上即等于電源的電動(dòng)勢(shì)。在斷路狀況下，不發(fā)生非電能與電能的彼此轉(zhuǎn)換。當(dāng)把負(fù)載電阻接到電源的南北極上以構(gòu)成閉合回路時(shí)，經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部的電流從負(fù)極流到正極，這時(shí)，電源所供給的功率E I等于輸送到外電路的功率U I(U是電源正極與負(fù)極之間的電位差)與內(nèi)電阻中損耗的熱功率R0I之和，E I=U IR0I。所以，當(dāng)電源向負(fù)載電阻供給功率時(shí)，電源南北極間的電位差U=E-R0I。
當(dāng)用另一個(gè)電動(dòng)勢(shì)較大的電源接到電動(dòng)勢(shì)較小的電源上，正極接正極，負(fù)極接負(fù)極(例如用直流發(fā)電機(jī)對(duì)蓄電池組充電)時(shí)，在電動(dòng)勢(shì)較小的電源內(nèi)部，電流是從它的正極流到負(fù)極的，這時(shí)，外界向電源輸入電功率U I，它等于電源中單位時(shí)間內(nèi)貯存的能量E I與內(nèi)電阻中損耗的熱功率R0I之和，U I=E IR0I。所以，當(dāng)外界向電源輸入功率時(shí)，外界加到電源南北極之間的電壓應(yīng)為U=ER0I。
當(dāng)電源的內(nèi)電阻能夠忽略不計(jì)時(shí)，能夠認(rèn)為電源的電動(dòng)勢(shì)在量值上近似地等于電源南北極間的電位差或電壓。
為了獲得較高的直流電壓，常將直流電源串聯(lián)運(yùn)用，這時(shí)總電動(dòng)勢(shì)為各電源的電動(dòng)勢(shì)之和，總內(nèi)阻也為各電源內(nèi)電阻之和。因?yàn)閮?nèi)阻增大，一般只能用于所需電流強(qiáng)度較小的電路。為了獲得較大的電流強(qiáng)度，能夠?qū)⒌入妱?dòng)勢(shì)的直流電源并聯(lián)運(yùn)用，這時(shí)總電動(dòng)勢(shì)即為單個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)，總內(nèi)阻為各電源內(nèi)電阻的并聯(lián)值。
直流電源的類型許多，不同類型的直流電源中，非靜電力的性質(zhì)不同，能量轉(zhuǎn)換的進(jìn)程也不同。在化學(xué)電池(例如干電池、蓄電池等)中，非靜電力是與離子的溶解和堆積進(jìn)程相聯(lián)系的化學(xué)效果,化學(xué)電池放電時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和焦耳熱在溫差電源(例如金屬溫差電偶、半導(dǎo)體溫差電偶)中，非靜電力是與溫度差和電子的濃度差相聯(lián)系的擴(kuò)散效果，溫差電源向外電路供給功率時(shí)，熱能部分地轉(zhuǎn)化為電能。在直流發(fā)電機(jī)中,非靜電力是電磁感應(yīng)效果,直流發(fā)電機(jī)供電時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能與焦耳熱。在光電池中，非靜電力是光生伏打效應(yīng)的效果，光電池供電時(shí)，光能轉(zhuǎn)化為電能和焦耳熱。
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