【题目编号】MC1-0568
【题目】为什么业余无线电收发信机所用的直流电源线要尽量短,尽量粗?
【答案】A
[A]减小发信时电源线上的压降
[B]分流机箱外表面的射频电流
[C]防止收发信机意外滑落摔坏
[D]厂商销售电源线的一种策略
考点速览
题目问业余收发信机的直流电源线为什么要尽量短、尽量粗,答案落在减小发信时电源线上的压降上。这不是习惯问题,而是欧姆定律的硬约束:电源线本身是串联在电源与电台之间的一段电阻,电流一大,它上面的电压损失就不可忽略。
导线电阻怎么算
一段均匀导线的电阻等于电阻率乘以长度、再除以截面积。铜在常温下的电阻率约为零点零一七五欧姆平方毫米每米,代入后可以算出常见规格的线阻。
需要注意长度要按往返算:从电源正极到电台、再从电台负极回到电源,两条导线都在电流回路里,所以两米长的电源线实际贡献了四米的导体长度。
举个具体的例子。一台输出一百瓦的短波电台,在十三点八伏供电下发射时电流常在二十安培上下。若用截面积二点五平方毫米、单程两米的电源线,回路电阻约零点零二八欧姆,压降就是零点五六伏;电流在线上还要白白发热,功率约十一瓦,摸上去明显发烫。若换成六平方毫米的线,回路电阻降到约零点零一二欧姆,压降减到零点二三伏。两者差了零点三伏以上,对末端电压敏感的功放级来说,就是输出功率与线性度的差别。
压降带来的实际后果
供电电压下跌,末级功放的工作点偏移,输出的最大功率下降,互调失真变差,严重时机器还会在发射瞬间重启或报低电压告警。电报与数字模式更吃亏,因为它们的平均功率高、大电流持续时间长,压降一直存在。
解决办法除了加粗、缩短电源线,还有几条实务做法。把电源尽量放到电台附近,减少线长;用压接良好的铜鼻子和螺栓紧固,接头氧化或拧不紧引入的接触电阻可能比线本身还大;给电源线单独走线,不与射频馈线捆在一起;正极串接合适的保险丝,位置尽量靠近电源,这样短路时先熔断保险丝而不是烧线。
还有一个便于记忆的经验值:车载与基地台的短波设备,一百瓦等级常用四到六平方毫米的多股铜线,单程控制在两米以内;几百瓦等级则往六到十平方毫米上走。多股软线的柔韧性好,便于在车内布线,压接端子时要选与线径匹配的规格,不能拿钳子随便夹一下了事。
逐项辨析
选项 A 正确:电源线的长度与截面积共同决定线阻,线越短越粗,线阻越小,发信大电流下的压降也越小。
选项 B 说分流机箱外表面的射频电流。射频电流的泄放靠机箱搭接与接地导体,做法是用尽量短而宽的编织带、铜带把机箱连到接地排,要求低电感。电源线是直流回路,既不是射频通路,也不该承担这个作用。
选项 C 说防止收发信机意外滑落摔坏。这是机械固定问题,靠支架、螺栓或防滑垫解决,与导线的长短粗细没有关系。
选项 D 说是厂商销售电源线的策略,属于把技术问题当成商业阴谋,显然不成立。
易混淆点
短而粗这个说法在两处出现,物理含义却不同。电源线要求短而粗,目标是降低直流电阻、减小压降,关心的是截面积。射频接地要求短而宽,目标是降低射频阻抗与电感,关心的是表面积与形状,常用扁平的编织带而不是圆导线,同样的铜量下扁平导体的高频阻抗低得多。
另一处是把线径与保险丝混淆。保险丝额定电流要按设备最大电流选,不能靠细导线充当保险。用细线限制电流,结果只会是压降过大、线皮发热,短路时反而更危险。
应试要点
一句话记住:电源线是串在回路里的电阻,压降等于电流乘以线阻,线阻与长度成正比、与截面积成反比。听到缩短、加粗就想到压降,听到编织带、接地排就想到射频。自己估算时注意把长度按往返两倍计算。