GBT 4706.1-2024逐句解读系列（13） 第5.13条款

5.13带PTC电热元件的器具、电热元件由开关电源供电的电热器具和组合型器具,在与规定的输入功率相对应的电压下进行试验。

当规定的输入功率大于额定输入功率用来乘电压的系数等于用来乘输入功率的系数的平方根。

这段规定确实有些绕口，但其核心逻辑是为了解决一个特殊问题：当测试电压不是额定电压时，如何确定一个合理的“规定输入功率”作为测试基准。

05版本的标准本条款只有PTC电热元件，24版本增加了电热元件由开关电源供电的电热器具和组合型器具这两种器具。

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一、核心问题：为什么需要这个条款？

首先，我们要理解一个基本原则：对于纯电阻负载（如传统电热丝），其输入功率与电压的平方成正比。公式为：P = U² / R。

在标准测试中，我们通常在额定电压下测量器具的输入功率，看它是否在标准规定的偏差范围内。

但条款5.13描述的情况是：“当规定的输入功率大于额定输入功率”。这意味着，我们不是用额定电压来测试，而是用一个计算出来的、更高的电压来进行测试。

为什么要用更高的电压测试？
因为对于PTC或开关电源供电的器具，其功率不像传统电热丝那样稳定。我们要知道什么是PTC电热元件  PTC heating element，以及这种器具有什么特性：

主要由正温度系数热敏电阻构成的用于加热的元件 , 当温度在特定的范围内升高时,其阻值迅速地非线性增长。

标准要求在最不利的条件下进行测试，以确保安全。如果器具声明的“规定输入功率”比其“额定输入功率”大，那么最严酷的测试情况就是用对应那个“规定输入功率”的电压来供电。

二、条款解读与公式推导

条款原文：

当规定的输入功率大于额定输入功率用来乘电压的系数等于用来乘输入功率的系数的平方根。

我们把这句话拆解成数学公式：

定义系数：

设输入功率的系数为 Kp（即 Kp = 规定输入功率 / 额定输入功率）。

设电压的系数为 Ku（即 Ku = 测试电压 / 额定电压）。

条款表述转化为公式：

“用来乘电压的系数” 就是 Ku。

“用来乘输入功率的系数的平方根” 就是 √Kp。

条款说：Ku = √Kp。

这个公式是怎么来的？
它就是由我们前面提到的电功率基本公式 P = U² / R 推导出来的。

假设电阻R不变，那么功率P与电压U的平方成正比：P ∝ U²。

因此，P规定 / P额定 = (U测试 / U额定)²

也就是：Kp = (Ku)²

对等式两边开平方根，就得到了：Ku = √Kp

三、举例说明

让我们通过一个具体的例子来理解整个流程。

假设有一款带PTC元件的暖风机：

额定电压 (U额)： 220 V

额定输入功率 (P额)： 1000 W

规定的输入功率 (P规)： 1200 W（这个值可能是在最不利条件下测得的功率，或者是制造商声明的最大功率）

第一步：判断是否适用此条款

规定的输入功率 (1200 W) > 额定输入功率 (1000 W)。

因此，我们需要按照5.13条款进行测试。

第二步：计算系数

计算输入功率系数 Kp：
Kp = P规 / P额 = 1200W / 1000W = 1.2

计算电压系数 Ku：
根据条款 Ku = √Kp = √1.2 ≈ 1.095

第三步：计算测试电压

测试电压 (U测) = U额 × Ku = 220V × 1.095 ≈ 241 V

第四步：进行试验

现在，我们不是用220V，而是用241V的电压对这个暖风机进行试验。在这个电压下，器具的输入功率应该会接近其“规定的输入功率”1200W。我们就在这个更严酷的电压条件下，去检查器具的其他安全项目（如温升、非正常工作等）是否仍然合格。

为什么这么做？
因为物理学规律决定了，功率与电压的平方成正比。电压升高一点，功率就会升高更多。标准采用这个符合物理规律的换算方法，是为了确保测试既科学严谨，又能模拟出真正严酷的工作条件。