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在实际用电过程中，电源有3种基本状态，即有载、开路和短路状态。下面以如图1.5.1所示的直流电路为例介绍电源的3种基本状态。
图1.5.1 电源的3种工作状态
在如图1.5.1(a)所示的电路中，开关S闭合，电源与负载接通，电路中产生电流，并向负载输出电流和功率，这种状态称为有载状态。电路有载工作时，有以下特征：
①电路中的电流为
②电源的端电压为
③电源发出的功率为
通常负载（如电灯、电动机等）以并联的方式连接在电路中。因此，电路中接入的负载越多，总电阻越小，电路中的电流就越大，电源输出的功率也就越大。因此，电源输出的电流和功率取决于负载的大小。需要说明的是，电工技术中所说的负载重是指电源输出的电流或功率大。
电气设备在工作时所能承受的电压、电流和电功率是有限的。因此，并联的负载不能无限地增多。当电压过高时，超过设备内部绝缘材料的绝缘强度而发生击穿的现象，称为电击穿；当电流过大时，流经导体产生的热量增多，使导体温度过高而烧坏电气设备的现象，称为热击穿。因此，为了使电气设备能够长期、安全可靠地运行，给它规定了一定的使用限额，这种限额称为额定值。额定值常标在设备的铭牌上或写在说明书中，额定电流、额定电压和额定功率分别用 I N 、 U N 、 P N 表示。使用时，电气设备的实际值不一定等于它们的额定值。电气设备的实际值等于额定值的工作状态，称为满载；低于额定值的工作状态，称为轻载；高于额定值的工作状态，称为过载。设备在满载运行时利用得最充分、最经济合理；轻载运行时不但设备不能被充分利用，而且可能工作不正常；设备在过载情况下工作时，如果超过额定值不多，并且持续时间不长，不一定会造成明显的事故，但可能影响设备的寿命，因此，一般是不允许过载的。在实际中，为了确保设备的安全，通常要在电路中加入过载保护电器或电路。
将图1.5.1(b)中的开关S断开，电路未构成闭合回路，称为开路状态。电路开路时，有以下特征：
①电路中的电流为
②电源的端电压为
③电源发出的功率为
在图1.5.1(c)中，当电源的两个端钮被连接在一起时，电源被短路。电源短路时，电流由短路处经过，不再流过负载，电源的端电压为零。由于回路中仅有很小的电源内阻 R 0 ，因此，此时的电流非常大，称为短路电流，用 I S 表示。
电源短路时有以下特征：
①电源输出的电流 I 及短路电流 I S 为
②电源的端电压为
③电源发出的功率 P E 及负载吸收的功率 P 为
电源的短路是一种严重的事故。因此，通常在电路中接入熔断器等保护器件，以便在电源短路时，能迅速将电路断开，保护电源。为了工作需要而将局部电路短路不属于事故。通常将人为安排的短路，称为短接。
需要说明的是，在工程实际中，常常用“电源开路时电流为零、电源短路时端电压为零”的特征来排查电路故障。
【例1.5.1】 在如图1.5.2所示的电路中，已知 U S =10V, R 0 =0.1 Ω, R L =1kΩ。求开关S在不同位置时，电流表和电压表的读数各为多少？
解 该电路电流表测量的电流为负载中的电流，电压测量电压为电源的端电压。
①开关在位置1时，电源为有载工作。电流表和电压表的读数约为10mA、10V。
②开关在位置2时，电源为开路状态。电流表和电压表的读数为0A、10V。
③开关在位置3时，电源为短路状态。电流表和电压表的读数为100A、0V。
图1.5.2 例1.5.1 的图
【思考与练习】
1.5.1 电气设备工作中的实际值一定等于额定值吗？
1.5.2 额定值为3W、800Ω的电阻，使用时电流值和电压值不得超过多少？
1.5.3 将额定值为40W、220V的白炽灯和220V、100W的白炽灯串联后接到220V的电源上，试比较两灯的亮度。