电源基础知识电源的基本参数.docx
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电源基础知识电源的基本参数
四、电源的基本参数
1电压
2输入电压
就是市电电压。
国内电压是220V，但电网电压并不是时刻稳定在220V，而是有一定的波动。
采用被动PFC的电源，可以适应的电网电压一般是在180~264V之间，当电压突然降低到180V以下时，电源会出现重新启动的现象；电压偏高，则会导致电源保险烧毁。
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部分电源可以承受电压的缓慢下降，甚至电压缓降到180V以下时，也可以正常工作，但此时电源的负载能力也将下降，难以达到额定功率的输出。
采用了主动PFC电路的电源，适应电压可以扩大到90~264V，在此区间均可正常使用。
需要指出的是，不是所有主动PFC电源，都是宽电压设计。
4.1.2输出电压
就是电源输出给电脑使用的直流电压。
ATX电源输出的直流电压有+5V、+12V、-12V、+5VSB、+3.3V。
同样，电源所输出的直流电压也会有一定的波动。
我们允许输出电压有一定的波动，但不能超过INTEL所界定的范围，正电压允许在基准值上下5%之内波动，而负电压允许在上下10%之内波动，如+5V的正常范围是4.75~5.25V，而-12V的正常范围是-10.8~-13.2V。
输出基准电压
正常允许范围
+5V
4.75V~5.25V
+12V
11.4V~12.6V
+3.3V
3.14V~3.47V
+5VSB
4.75V~5.25V
-12V
-10.8V~-13.2V
要求电源在空载、轻载、典型负载与满载状态下，各路输出电压均在允许范围
内。
当超过此范围，电脑运行就有可能出现问题。
检测电源的输出电压需要使用万用表等设备，软件检测的结果往往并不精确。
电源输出电压的稳定性，是电源的一个重要指标，但绝不是判断一款电源优劣
的唯一指标。
电源性能指标非常繁多，电压的稳定性只是其中一项。
只要电源输出在合理的范围内，对电脑配件都不会造成负面影响，这时电压的波动范围在1%和5%的意义是一样的，过分地关注波动的大小是不必要的。
但波动的相对大小，侧面反映了电源的负载能力，波动率相对越小的电源，其实际的最大输出功率可能越大，毕竟，输出电压超出规定范围时的输出功率是没有益处的。
相对来说，电压偏高比电压偏低更具有危险性，电压偏低至多引起电脑工作的不正常，而电压偏高则可能烧毁硬件。
一些媒体做评测时，喜欢把电压的稳定度提到十分重要的程度，我们不反对，但作为用户，要避免陷入“唯电压论”的误区。
4.2电流输入端的交流电流并不是个重要的参数，这里主要谈一下输出端的直流电流。
先荡开一笔。
输入端的插线板和电源线是容易被忽视的配件，在选择这两个配件时，
一定要注意电线的粗细。
功率越高的电源，原则上搭配使用的插线板和电源线的电线需要越粗，因为交流端输入的电流越大。
此外，插线板必须是要求带地线的，一些插线板的地线可能是假的，起不到接地作用，使用无地线的产品，机箱上的静电无法导走，会引起一些问题。
电源标贴上标注有各路电压的最大直流电流。
请注意，是“最大”电流。
电脑所需求的功率不是一个恒定的值，而是随运行的程序而变化，当运行大型程序时，需要的电流就大，电源输出的功率就越高。
ATX电源由于设计的原因，导致每一路输出的电流值不能同时达到最大值，当+5V输出达到最大时，+12V就不能达到最大。
最大电流值，一般遵循INTEL所制定的标准，但工厂也可以根据市场状况灵活调整。
在INTEL12V2.0以上规范中，还定义了“峰值电流”的大小。
峰值电流一般要高出最大电流1~2A。
1功率
功率是电源的一个重要指标。
2额定功率
电脑电源的额定功率并没有一个权威的定义，一般我们是这么进行阐述的：
“环
境温度为-5~55度时，电源长时间稳定输出的功率”。
有几个重要的词汇要解释一下。
环境温度：
电源内部的电子元件，有一定的正常工作温度，当超过其工作温度
时，电性能就会发生变化，导致电源不能正常工作。
我们曾经遇到过电源在东北的
冬天不能正常使用的案例。
长时间：
不是一个小时，也不是一天，而是成千上万个小时。
稳定输出：
当电源以额定功率输出时，其他的各项指标，必须在设计标准之内。
电源的额定功率是多少，硬件上取决于所使用的元器件的规格，软件上则取决
于电路的设计。
对于比较了解电源的人来说，看几个主要的元件规格，就知道电源的大致功率。
4.3.2最大功率
最大功率通常指电源在极短时间内能输出的功率。
这个时间，往往用秒来计算，因此，没有太大的使用价值。
一些台湾厂的“最大功率”等同于“额定功率”。
最大功率要高出额定功率许多，因此，许多工厂会模糊额定功率，向消费者宣称最大功率，这是不负责任的行为，也是不正当竞争的行为。
4.3.3OPP功率
OPP功率并不是一种功率，而是一个值。
它指的是电源的“过功率保护点”。
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电源可以超负荷地工作，正如人可以超负荷工作一样，但电源的超负荷输出也需要控制在一定范围内，否则，会导致电脑配件以及电源自身的毁坏。
工厂往往设定电源在输出到额定功率的1.3到1.6倍之间时，必须关断输出，以免引起故障，电源关断时的功率值，就是OPP功率。
比如，一款额定200W的电源，其OPP一般设定在260W~320W之间。
一些工厂喜欢把OPP设定到很高的值，甚至不做OPP，以制造一种负载能力强的假象。
4.3.4待机功率
电脑关机，如果不关闭插线板电源，则电源仍然有+5VSB电压存在，且主板上有微弱的电流，此时，电源会有功率的消耗。
此时的功率消耗为待机功率。
待机功率的存在是因为+5VSB的存在。
除非彻底关闭插线板开关，否则电源仍然保持有+5V的电压加在主板上。
因为关机状态下电源有输出，因此，电源会有轻微的发热。
待机功率的高低，与电源的设计和主板上的电流有关。
具有节能芯片的电源，待机功率往往比较低，当主板上的电流在0.1A时，待机功率可以做到1W以下，而非节能电源，普遍达到5W以上。
4.3.5如何判断电源的额定功率
目前市面上大量存在的电源版本有V1.3、V2.0和V2.2，此外，V2.3的也开始出现。
由于ATX电源的设计特点，其功率计算不能像AT电源那样进行累积。
上图是
INTEL对一款450W电源进行的功率定义图谱，对于这个图谱，我们暂时不做说明。
对于V1.3的电源，判断功率的方法比较简单，就是：
额定功率=（+5V最大电流+4）*10对于V2.0以上版本，基本上没有很好的方法判断，我们总结了INTEL对于各
个版本的额定功率的电流定义，给大家参考一下：
功率
版本
5V
12V1（最大/峰值）
12V2（最大/峰值）
3.3V
5VSB（最大/峰值）
180W
V2.3
14.0
10.0（13.0）
13.0
2.0（2.5）
220W
V1.3
18.0
14.0（16.0）
/
14.0
2.0（2.5）
V2.3
14.0
14.0（16.0）
/
13.0
2.0（2.5）
V1.3
21.0
17.0（19.0）
/
20.0
2.0（2.5）
250W
V2.0
18.0
8.0（10.0）
14.0
17.0
2.0（2.5）
V2.2
12.0
8.0（9.0）
13.0（16.5）
14.0
2.5（3.5）
270W
V2.3
15.0
17.0（18.0）
19.0
2.0（2.5）
V1.3
26.0
18.0（19.5）
27.0
2.0（2.5）
300W
V2.0
20.0
8.0（10.0）
14.0
20.0
2.0（2.5）
V2.2
12.0
8.0（9.0）
13.0（16.5）
18.0
2.5（3.5）
V2.3
15.0
11.0（13.0）
8.0（13.0）
21.0
2.0（2.5）
V2.0
21.0
10.0（12.0）
15.0
22.0
2.0（2.5）
350W
V2.2
12.0
10.0（11.0）
13.0（16.5）
20.0
2.5（3.5）
V2.3
15.0
11.0（15.0）
14.0（18.0）
21.0
2.5（3.5）
V2.0
28.0
14.0（16.0）
15.0
30.0
2.0（2.5）
400W
V2.2
14.0
14.0（15.0）
13.0（16.5）
20.0
2.5（3.5）
V2.3
15.0
17.0
14.0（18.0）
24.0
2.5（3.5）
450W
V2.2
15.0
14.0（15.0）
16.0（19.0）
22.0
2.5（3.5）
V2.3
15.0
17.0
16.0（19.0）
24.0
2.5（3.5）
ATX12V2.0与2.2的版本，我们可以根据+12V1的电流大致判断一下。
+12V1电流
大致功率
+12V1=8A
250W~300W
+12V1=10A
350W
+12V1=14A
400W
4.4转换效率转换效率是节能电源的一个重要指标。
电源是一个把交流电转换成直流电的设备，在转换的过程中，电源自身也存在能量
消耗。
我们希望电源自身的能量消耗尽可能小。
电源自身损耗，
输入端功率P1
如风扇转动、元
其他配件消耗功率P3
件发热等P2
P1=P2+P3转换效率=P3/P1*100%=1*100%P2/P3+1对于一台电脑来说，P3往往比较确定，因此，电源自身的消耗P2越小，其转换效率就越高。
输入端的功率P1决定了我们交纳的电费的多少，转换效率越高，P1越小，电费就越低。
4.5功率因素
PFC是电脑电源中的一个非常重要的参数，中文是功率因数校正，或者叫功率因数调整，简称为PFC，功率因数为PF，为实际功率与视在功率的比值，即：
功率因素=实际功率/视在功率。
功率因数表征着电脑电源输出有功功率的能力。
功率是能量的传输率的度量，在直流电路中它是电压V和电流A和乘积。
在交流系统里则要复杂些：
即有部分交流电流在负载里循环不传输电能，它称为电抗电流或谐波
电流，它使视在功率（电压乘电流）大于实际功率。
视在功率和实际功率的不等引出了功率因素，功率因素等于实际功率与视在功率的比值。
只有电加热器和灯泡等线性负载的功率因素为1，许多设备的实际功率与视在功率
的差值很小，可以忽略不计，而像容性设备如电脑的这种差值则很大。
功率因数的高低，不影响用户电费的多少，但对国家节能具有重要意义。
影响功率因数高低的重要电路是PFC电路，在后续章节中，我们会做详细介绍。
4.6噪音噪音这个参数，在前面介绍静音电源时有所提及。
人的耳朵可分辨的噪音，最低大约在20分贝上下。
噪音除了强度大小外，还有频率高低。
每个人对频率的敏感度不一样。
浸漆处理不
好的主变压器，工作时会有微弱的“滋滋”高频噪音，尽管强度很低，但对于高频敏感的人会听得到。
两三年前，DIY市场出现过一种现象：
浏览网页时，鼠标上下拉动网页，电源会发出的“滋滋”高频噪音，各个品牌上均有出现。
轻微的高频噪音不必在意，但此噪音过于明显，则可视为品质不良。
4.7纹波与杂讯
PC电源实际上就是一个交流变直流的变压器。
但事实上输出看似纯净的直流其实还夹杂了不少的周期性以及随机性交流信号。
其中周期性的交流信号就被称为纹波，而随机性交流信号便被称为杂讯。
纹波以及杂讯会直接影响到用户的稳定使用甚至烧毁配件，因此，INTEL公司对每路输出电压上的纹波有明确的要求。
打个比方，+12V输出的上限为12.6V，如果叠加上纹波120mV，就是12.72V。
如果纹波过大，叠加后的电压可能达到危险的程度。
纹波的大小，与低压滤波电路的用料有关。
当省略了一些滤波电容与电感后，输出的纹波就可能严重超标。
总结：
以上一些参数，我们可以用一个简单的公式串起来：
U~*I~*PF*EF=∑UI交流电压*交流电流*功率因素*电源转换效率=电脑实际消耗功率
附录资料：
不需要的可以自行删除
生活中的物理知识大全
厨房中的物理知识
我们认真观察厨房里燃料、炊具，做饭、做菜等全部过程，回忆厨房中发生的一系列变化，会看到有关的物理现象。
利用物理知识解释这些现象如下：
一、与电学知识有关的现象
1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能，都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的。
2、排气扇（抽油烟机）利用电能转化为机械能，利用空气对流进行空气变换。
3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头，插入三孔插座，防止用电器漏电和触电事故的发生。
4、微波炉加热均匀，热效率高，卫生无污染。
加热原理是利用电能转化为电磁能，再将电磁能转化为内能。
5、厨房中的电灯，利用电流的热效应工作，将电能转化为内能和光能。
6、厨房的炉灶（蜂窝煤灶，液化气灶，煤灶，柴灶）是将化学能转化为内能，即燃料燃烧放出热量。
二、与力学知识有关的现象
1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器，水面总是相平的。
2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积，增大压强。
3、菜刀的刀刃有油，为的是在切菜时，使接触面光滑，减小摩擦。
4、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹，使接触面粗糙，增大摩擦。
5、火铲送煤时，是利用煤的惯性将煤送入火炉。
6、往保温瓶里倒开水，根据声音知水量高低。
由于水量增多，空气柱的长度减小，振动频率增大，音调升高。
7、磨菜刀时要不断浇水，是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加，温度升高，刀口硬度变小，刀口不利；浇水是利用热传递使菜刀内能减小，温度降低，不会升至过高。
三、与热学知识有关的现象
（一）与热学中的热膨胀和热传递有关的现象
1、使用炉灶烧水或炒菜，要使锅底放在火苗的外焰，不要让锅底压住火头，可使锅的温度升高快，是因为火苗的外焰温度高。
2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成，是因为木料是热的不良导体，以便在烹任过程中不烫手。
3、炉灶上方安装排风扇，是为了加快空气对流，使厨房油烟及时排出去，避免污染空间。
4、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。
这是因为砂锅是热的不良导体，烫砂锅放在湿地上时，砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢，砂锅内外收缩不均匀，故易破裂。
5、往保温瓶灌开水时，不灌满能更好地保温。
因为未灌满时，瓶口有一层空气，是热的不良导体，能更好地防止热量散失。
6、炒菜主要是利用热传导方式传热，煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的。
7、冬季从保温瓶里倒出一些开水，盖紧瓶塞时，常会看到瓶塞马上跳一下。
这是因为随着开水倒出，进入一些冷空气，瓶塞塞紧后，进入的冷空气受热很快膨胀，压强增大，从而推开瓶塞。
8、冬季刚出锅的热汤，看到汤面没有热气，好像汤不烫，但喝起来却很烫，是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失（水分蒸发）。
9、冬天或气温很低时，往玻璃杯中倒入沸水，应当先用少量的沸水预热一下杯子，以防止玻璃杯内外温差过大，内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力，致使杯破裂。
10、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿，容易剥壳。
因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩，但它们收缩的程度不一样，从而使两者脱离。
（二）与物体状态变化有关的现象
1、液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的；使用时，通过减压阀，液化气的压强降低，由液态变为气态，进入灶中燃烧。
2、用焊锡的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水，把它放在火上一会儿就烧坏了。
这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃，锡的熔点是232℃，装水烧时，只要水不干，壶的温度不会明显超过100℃，达不到锡的熔点，更达不到铁的熔点，故壶烧不坏。
若不装水在火上烧，不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点，焊锡熔化，壶就烧坏了。
3、烧水或煮食物时，喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。
因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量（液化热）。
4、用砂锅煮食物，食物煮好后，让砂锅离开火炉，食物将在锅内继续沸腾一会儿。
这是因为砂锅离开火炉时，砂锅底的温度高于100℃，而锅内食物为100℃，离开火炉后，锅内食物能从锅底吸收热量，继续沸腾，直到锅底的温度降为100℃为止。
5、用高压锅煮食物熟得快些。
主要是增大了锅内气压，提高了水的沸点，即提高了煮食物的温度。
6、夏天自来水管壁大量“出汗”，常是下雨的征兆。
自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏，而是自来水管大都埋在地下，水的温度较低，空气中的水蒸气接触水管，就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。
如果管壁大量“出汗”，说明空气中水蒸气含量较高，湿度较大，这正是下雨的前兆。
7、煮食物并不是火越旺越快。
因为水沸腾后温度不变，即使再加大火力，也不能提高水温，结果只能加快水的汽化，使锅内水蒸发变干，浪费燃料。
正确方法是用大火把锅内水烧开后，用小火保持水沸腾就行了。
8、冬天水壶里的水烧开后，在离壶嘴一定距离才能看见“白气”，而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。
这是因为紧靠壶嘴的地方温度高，壶嘴出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴，即“白气”。
9、油炸食物时，溅入水滴会听到“叭、叭”的响声，并溅出油来。
这是因为水的沸点比油低，水的密度比油大，溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾，产生的气泡上升到油面破裂而发出响声。
10、当锅烧得温度较高时，洒点水在锅内，就发出“吱、吱”的声音，并冒出大量的“白气”。
这是因为水先迅速汽化后又液化，并发出“吱、吱”的响声。
11、当汤煮沸要溢出锅时，迅速向锅内加冷水或扬（舀）起汤，可使汤的温度降至沸点以下。
加冷水，冷水温度低于沸腾的汤的温度，混合后，冷水吸热，汤放热。
把汤扬起的过程中，由于空气比汤温度低，汤放出热，温度降低，倒入锅内后，它又从沸汤中吸热，使锅中汤温度降低。
（三）与热学中的分子热运动有关的现象
1、腌菜往往要半月才会变咸，而炒菜时加盐几分钟就变咸了，这是因为温度越高，盐的离子运动越快的缘故。
2、长期堆煤的墙角处，若用小刀从墙上刮去一薄层，可看见里面呈黑色，这是因为分子永不停息地做无规则的运动，在长期堆煤的墙角处，由于煤分子扩散到墙内，所以刮去一层，仍可看到里面呈黑色。
我们在日常生活、生产中只要细心观察身边的物理现象，联系到我们学过的物理知识，去分析和解释这些现象，就能够提高观察、分析及解决物理问题的能力。
我们在厨房里，若留心看一下其中的炉灶、器皿以及做饭、炒菜中出现的一些现象，定会发现很多处要用到物理知识。
一、热凉粥或冷饭时，锅内发出”扑嘟、扑嘟”的声音，并不断冒出气泡来，但一尝，粥或饭并不热，这是为什么？
把凉粥或饭烧热与烧开水是不一样的。
虽然水是热的不良身体，对热的传导速度很慢，但水具有很好的流动性。
当锅底的水受热时，它就要膨胀，密度减小就上浮，周围的凉水就流过来填补，通过这种对流，就把锅底的热不断地传递到水的各部分而使水变热。
而凉粥或饭，既流动性差又不易传导热。
所以，当锅底的粥或饭吸热后，温度就很快上升，但却不能很快地向上或四周流动，大量的热就集中在锅底而将锅底的粥烧焦。
因热很难传到粥的上面，所以上面的粥依然是凉的。
加热凉粥或饭时，要在锅里多加一些水，使粥变稀，增强它的流动性。
此外，还要勤搅拌，强制进行对流，这样可将粥进行均匀加热。
二、用砂锅煮肉或烧汤时，当汤水沸腾后从炉子上拿下来，则汤水仍会继续沸腾一段时间，而铁、铝锅却没这种现象，这是为什么？
因为砂锅是陶土烧制成的，而非金属的比热比金属大得多，传热能力比金属差得多。
当砂锅在炉子上加热时，锅外层的温度大大超过100℃，内层温度略高于100℃。
此时，锅吸收了很多热量，储存了很多热能。
将砂锅从炉子上拿下来后，远高于100℃的锅的外层就继续向内层传递热量，使锅内的汤水仍达到100℃而能继续沸腾一段时间，铁、铝锅就不会出现这种现象（其原因请同学们自己分析）。
三、炒肉中的“见面熟”。
逢年过节，人们总要炒上几个肉菜，那么怎样爆炒肉片呢？
若将肉片直接放入热油锅里去爆炒，则瘦肉纤维中所含的水分就要急剧蒸发，致使肉片变得干硬，甚至于会将肉炒焦炒糊，大大失去鲜味。
为把肉片爆炒得好吃，师傅们往往预先将肉片拌入适量的淀粉，则肉片放到热油锅里后，附着在肉片外的淀粉糊中的水分蒸发，而肉片里的水分难以蒸发，仍保持了原来肉的鲜嫩，还减少了营养的损失，肉又熟得快即“见面熟”。
用这种方法炒的肉片，既鲜嫩味美，又营养丰富。
四、冻肉解冻用什么方法最好？
从冰箱里取出冻肉、冻鸡，如何将其解冻呢？
用接近0℃的冷水最好。
因为冻肉温度是在0℃以下，若放在热水里解冻，冻肉从热水中吸收热量，其外层迅速解冻而使温度很快升到0℃以上，此的肉层之间便有了空隙，传递热的本领也就下降，使内部的冻肉不易再吸热解冻而形成硬核。
若将冻肉放在冷水中，则因冻肉、冻鸡吸热而使冷水温度很快降到0℃且部分水还会结冰。
因1克水结成冰可放出80卡热量（而1克水降低1℃只放出1卡热量），放出的如此之多的热量被冻肉吸收后，使肉外层的温度较快升高，而内层又容易吸收热量，这样，整块肉的温度也就较快升到0℃。
如此反复几次，冻肉就可解冻。
从营养角度分析，这种均匀缓慢升温的方法也是科学的
（四）
汽车上的物理知识
一、力学方面
1、汽车的底盘质量都较大，这样可以降低汽车的重心，增加汽车行驶时的稳度。
2、汽车的车身设计成流线型，是为了减小汽车行驶时受到的阻力
3、汽车前进的动力——地面对主动轮的摩擦力（主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向相反）
4、汽车在平直路面匀速前进时——牵引力与阻力互相平衡，汽车所受重力与地面的支持力平衡
5、汽车拐弯时：
①司机要打方向盘——力是改变物体运动状态的原因；②乘客会向拐弯的反方向倾倒——由于乘客具有惯性
6、汽车急刹车（减速）时，①司机踩刹车——力是改变物体运动状态的原因；②乘客会向车行方向倾倒――惯性 ;③司机用较小的力就能刹住车――杠杆原理；④用力踩刹车——增大压力来增大摩擦；⑤急刹车时，车轮与地面的摩擦由滚动变摩擦成滑动摩擦
7、不同用途的汽车的车轮还存在大小和个数的差异——这与汽车对路面的压强大小相关
8、汽车的座椅都设计得既宽且大，这样就减小了对坐车人的压强，使人乘坐舒服
9、汽车快速行驶时，车的尾部会形成一个低气压区，这是我们常常能在运动的汽车尾部看到卷扬的尘土形成原因
10、交通管理部门要求：
①小汽车的司机和前排乘客必须系好安全带——这样可以防止惯性的危害；②严禁车辆超载——不仅仅减小车辆对路面的破坏，还有减小摩擦、惯性等；③严禁车辆超速——防止急刹车时，因反应距离和制动距离过长而造成车祸
11、简单机械的应用：
①方向盘、车轮、开窗摇柄等都是轮轴，②调速杆，自动开关门装置是杠杆
12、汽车爬坡时要调为低速：
由P=Fv
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