原创 关于电源负载过大电压被拉低的问题

晚上，从实验室回寝的路上，师弟讲到自耦调压器开路电压是40V，接一个8欧姆的电阻，电流是3A，而不是5A。

电流等于电压除以电阻，这是大家都知道的常识。缘何在这里，却不成立了呢？是我多嘴，才明了问题的原因。

当时我问了一句：“自耦调压器的功率是多少？”

常理来讲，理想电压源外接任意阻值大小的电阻，输出电流都可以用电源的电压除以电阻进行计算。但是这里的条件是理想电压源，即输出电流能力无限，内电阻为0。

而在实际情况中，这样的电源并不存在。理想的电压源不存在，有输出电流限制（因为导线粗细、变压器铁芯大小-主要是截面积大小和功率开关器件通流能力等限制），也有内电阻；理想的电流源也不存在。对于实际的电压源，当所接的外电阻过小，即是所谓负载过大时，理应输出电流增大，但因外电阻和内电阻几乎匹配或者在一个数量级上，外电阻分压降低，电阻电流并不等于开路电压与外电阻相除，而是偏小。这就是负载过重，电压被拉低的表层次原因。（深层次原因是铁芯的通流能力限制）

（实际中指存在相对很大的电源。那什么样的功率配额算是相对很大呢？对于这个问题，暂时还没有研究，欢迎各位坛友补充交流。）

因此，在40V、8Ω、3A问题上，原因即是所带负载过大，调压器输出电压被拉低，加在8Ω电阻的电压低于40V。他所用的调压器功率为200W，原边输入220V，副边输出为40V。按照原边输入220V，输入额定电流为1A左右。由于自耦调压器的原副边共用绕组，所以输出额定电流最大也为1A，输出功率最大为40W。而外接8Ω电阻，按照40V来计算，已经达到负载200W，远超过调压器的输出功率了，所以调压器输出电压被拉低，不再是40V。后来实验验证，调压器输出电压为23V左右，此时对应的调压器输出功率为72W。虽说此功率大于刚才分析的40W，可以计入在调压器设计的功率超额范围之内。

结论就是，电流等于电压除以电阻是成立的，此处的电压是指电阻上的电压；当一个固定功率或者说功率有限的电源所接负载过大（即是电阻过小）时，由于输出电流增大，超过电源的带载能力，不能输出相应的增大的电流，导致输出电压被拉低。