常見的直流電有 5V、12V、24V 和,-48V。我想問:

1. 為什麼直流電有 負值,負的意義是什麼?

2. 為什麼是 -48V,而不是 -49V 等等。


-48V是電話工作電壓,百年歷史遺留。從線路設備電解腐蝕角度選定負壓。


這個問題與國際標準有關,見IEC60038和GB156這兩部標準。

我們看GB156《標準電壓》的相關內容:

我們看到標準中有48V電壓,而且是優選值。

至於為何有48V電壓,我們看標準的前言怎麼說:

可見,標準中的電壓值是歷史的原因形成的。

注意:直流電源的正負端子有幾種表示方法:

第一種:正極用+48V,負極用GND。這種表示方法常見與電子電路。

第二種:正極用+48V,負極用-48V。這種表示方法常見於變電所里的直流屏和直流小母線。

第三種:正極用+KM,負極用-KM。這種表示方法也常見於一般變電站直流屏。其中KM是控制小母線,SM是信號小母線。

猜想,題主的疑問應當是指以上第二種表示方法。

變電所里用的最多的直流屏電壓是110V和220V,它們在線路中的表示方法就是+110V、-110V、+220V和-220V。

其它電壓,是不可能出現的,例如題主說的-49V,以及-111V等等。只要標準中沒有列入,就不可能出現在實際使用中。

下圖中用+KM、-KM和+SM表示,

題主在看圖時,其實不必管電源標記,關鍵是控制原理。把直流屏控制原理和繼電保護原理弄懂了,才是根本。


電壓的正負是相對的。

一個48V的電源,如果把正極作為地,那麼負極的電壓相對於地更低,就是-48V了。反過來如果把負極作為地,那麼正極相對地更高,就是+48V。


作為通信的,我來給你回答一下。

最一開始通信行業發現,在手機基站應該用電池給設備提供備用電源,這樣可以防止在停電的時候手機基站也整個down掉。那麼,相比起找工程師畫圖,再費事製作,有沒有什麼現成的標準化產品我們可以直接從幾乎所有鄉鎮當場買到呢?還要有很強的充放電能力,又不能很貴?有的!那就是汽車鉛酸電池!

於是大家都開始使用汽車鉛酸電池串聯,每一個12v串在一起得到48v來作為備用電源。

手機基站里的設備,很多都是可以使用多種電壓的,比如+24/-48。為什麼現在都歸為了48呢?這個跟工業成本還是有關係的。同一個設備,在使用過程中所消耗的功率是特定的,電壓低那麼電流量勢必就要高,也就代表了直流電線必須更粗,而更粗的電線是會明顯提高電線的成本的。那麼為什麼是48而不是480呢?是因為當電池串聯數量增高,其中電池損耗就會越容易不平均,而一個壞掉的電池在整個電路裡面的不良影響是非常大的,給每個電池都加上檢測設施也是要耗費相當的人力(也就是錢),所以最終那些通信公司(貝爾說的就是你)發現,平衡點其實就是48v。

至於為什麼是-48v而不是正的,原因在於負電壓其實是指在導體上有高於大地密度的電子在流動。多餘的電子能幫助防止銅被氧化,一個沒有接地的電池總是正極金屬先被氧化。而一個直流系統是正是負,完全取決於哪邊接地。怎麼改都是很簡單的,所以為了金屬的壽命考慮,就統一採用了-48v了。

另外,根據電池的一般屬性來說,-48v四個串聯的鉛酸電池充滿了電其實應該在-55.4v左右,所以一般都會讓直流電保持在-55v,防止過充。


而48伏之48這個數值,更多的系來自蓄電池的參數和諧:如你看到的2,8,12,24,48 ……早期的供電都是鉛酸蓄電池,而鉛酸蓄電池之單體的標稱電壓值就是2伏——這個數字就像現在的鋰離子電池的標稱為4.06伏一樣,是電池內部化學電動勢差們所決定的。

單體如此,於其上組裝,當然就更容易出現48伏、96伏這樣的高規格了。

多說一些,實際上,鉛酸蓄電池的單體電壓系2.1x伏,充電之後更高,48伏標稱可以衝到56伏特左右……這告訴了一個另外的原理,取名標稱啊,很多時候是同物理實在、化學實際相非精確的,不外乎大體正確只要順口就行。


電勢(位)具有相對性,就如同海拔一樣要有水準原點,電學中的電位零點叫零電位參考點或叫系統接地點

負值的意義是相對於零電位參考點的電壓

在電子電路中或者在電力系統中,參考點的設置非常重要,會影響到系統的穩定性

例如在音頻功率放大器中:

需要設置+Vcc和-Vcc這樣的正負直流電源晶體管放大電路才可以正常工作,電位的參考點就是圖中的接地點。

設置正負電壓需要在電源變壓器的抽頭中設置接地,如下圖:

至於所設置電壓的大小,有的時候是由歷史所決定的,例如市電220V;有的時候是電子元件特性所決定的,例如普通硅三極體的導通電壓大約是0.7V


-48V通常出現在通信電源供電中,也就是輸出正端接地,負端那為-48V,此電壓可浮充58V,放電到42V,之後出於保護電池過放電,不會繼續放電.


-48V就是約定成俗的標準,只不過以正為參考0值,兩線路之間的電壓就是負壓。

5V12V都是純粹標準,下載一套IEEE的電壓標準就看的很明白了。


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