Question

超導(dǎo)限流器是一種短路故障限制裝置，它的電阻R隨電流I變化關(guān)系如圖A所示，現(xiàn)將它接入如圖B所示的照明電路中，X為用電器，照明電壓為220V．
（1）當(dāng)電路中的電流為5A時，用電器X消耗的功率是多大？
（2）為使用電器X短路后電路能保持穩(wěn)定狀態(tài)，R₀應(yīng)滿足什么條件？
（3）在R₀滿足的條件下，有人把超導(dǎo)限流器稱為“不斷電保險(xiǎn)絲”，請你說明理由．

Answer 1

分析：（1）由圖A可見電路中電流小于20A時，超導(dǎo)限流器的阻值為零，電路中只有用電器X工作，根據(jù)P=UI計(jì)算出電功率；
（2）當(dāng)用電器X短路時，為保證電路不短路，通過限流器的電流必須大于20A，根據(jù)歐姆定律計(jì)算出R₀的阻值；
（3）當(dāng)用電器正常工作時，限流器電阻為零，當(dāng)用電器短路時，限流器為一定值電阻，電流中電流不會很大，電路沒有切斷，擔(dān)起到了保護(hù)作用．

解答：解：（1）由圖可見，電路中電流I=5A時，限流器電阻為0，電路中只有用電器工作，∴用電器消耗的功率P=UI=220V×5A=1100W
 答：當(dāng)電路中的電流為5A時，用電器X消耗的功率是1100W．
（2）X被短路后，為使電路保持穩(wěn)定狀態(tài)，限流器電阻不能為零，
由圖可見I≥20A時，限流器電阻為R₀，
∴R₀≤

U

I

=

220V

20A

=11Ω
 答：為使用電器X短路后電路能保持穩(wěn)定狀態(tài)，R₀應(yīng)滿足的條件是：R₀≤11Ω．
（3）在R₀滿足的條件下，有人把超導(dǎo)限流器稱為“不斷電保險(xiǎn)絲”，理由是：當(dāng)電路電流小于某一電流值（20A）時，限流器電阻為0，電路正常工作；當(dāng)電路短路時，限流器電阻為一定值，電路電流減小，處于穩(wěn)定狀態(tài)，電路中仍有電流，電路沒有被切斷．

點(diǎn)評：（1）從限流器的特性上分析，只有電流很大（基本上是發(fā)生短路或用電器總功率過大）時，才具有電阻值，使得電源不會短路，起保護(hù)作用；
（2）普通保險(xiǎn)絲，電流過大時熔斷保護(hù)電路，但故障排除后，需更換保險(xiǎn)絲，比較麻煩；超導(dǎo)限流器既能起到保護(hù)電路的作用，又不會斷電，因此稱為“不斷電保險(xiǎn)絲”．