第五節(jié)電功和電功率 一電功 電流流過負載時負載就把電能轉換成 ppt課件

1、第五節(jié)、電功與電功率第五節(jié)、電功與電功率一、電功電流流過負載時，負載就把電能轉換成其他形式的能如熱能、光能、機械能等），電流就做了功。電流所做的功叫做電功，用符號W表示。電流在一段電路上所做的功，與這段電路兩端的電壓U、流過電路的電流I和通電時間t成正比，用公式表示為：W=I2Rt=U2/Rt若該段電路的電阻為R，根據(jù)歐姆定律，則有：若電壓U的單位為V，電流I的單位為A，電阻R的單位為，時間t的單位為s，則電功W的單位是焦耳，簡稱焦，用符號J表示。在實際工作中，電功常用的單位還有千瓦時kWh），俗稱“度”。電功的多少可用電能表來計量。例例17 例17若燈泡的電阻為24，通過燈泡的電流為150m

2、A，試求燈泡在2h內(nèi)所消耗的電能是多少？ 知：R=24，I=150mA=0.15A，t=26060=7200s， 求：W。 解：W=IRt=0.15247200=3888J二、電功率二、電功率電功描述了電流做功的多少，但不能描述電流做功的快慢。因此，引入電功率這一物理量來描述電流做功的快慢。電流在單位時間1s內(nèi)所做的功，稱為電功率，用符號P表示。其公式為：P=W/t=UI=I2R=U2/R電功率的單位是瓦特，簡稱瓦，用符號W表示。若電流在1s內(nèi)所做的功為1J，則電功率就是1W。除瓦外，電功率常用的單位還有kW千瓦和mW毫瓦），它們之間的換算關系是：1kW=10W 1W=10OOmW 1mW=1

3、000uW電路中的電功率可用功率表測量。RURIUItWP22例例1-8例1-8 電路如圖117所示。已知電源的電動勢為100V，內(nèi)阻為10，燈泡的電阻為90。試求：（1電源功率； （2負載功率 （3內(nèi)損耗功率知：E=100V，r=10，R=90，求：（1Pe；（2P；（3Pr。解：電路中的電流：I=E/r+R=100/10+90=1AP=EI=1001=100WP=IR=190=90WP= Ir=110=10W3負載獲得最大功率的條件負載獲得最大功率的條件 3負載獲得最大功率的條件 由功率平衡方程得知，電源產(chǎn)生的功率一部分損耗在內(nèi)電路中，剩余部分才能傳輸給負載。內(nèi)電路損失的功率越小，負載從電

4、源取用的功率越大。在電子電路中，總是希望負載能獲得最大功率，那么，在什么情況下，負載才能從電源獲得最大功率呢？下面就來討論這一問題。 在如圖118a所示電路中，流過負載電阻R的電流為： I=負載電阻R獲得的功率為： P= IR=（）R=圖圖1-18負載獲得最大功率的條件負載獲得最大功率的條件 即R=r時，負載才能獲得最大功率。因此，負載獲得最大功率的條件是：負載電阻等于電源內(nèi)阻。 由于負載獲得的最大功率就是電源輸出的最大功率，所以電源輸出最大功率的條件也是負載電阻等于電源內(nèi)阻，即R=r。負載功率或電源輸出功率P隨負載電阻R變化的曲線如圖118b所示。 當R=r時，負載獲得的最大功率為： Pma

5、x=E2/4r三、焦耳定律三、焦耳定律三、焦耳定律1、電流的熱效應電流流過導體時使導體發(fā)熱的現(xiàn)象，稱為電流的熱效應。像電飯、電燙斗、電烘箱、電熱等很多家用電器都是利用電流的熱效應而制成的。 2、焦耳定律電流通過導體時所產(chǎn)生的熱量由焦耳定律確定，其內(nèi)容是：電流流過導體所產(chǎn)生的熱量Q，與電流的平方I、導體的電阻R及通電時間t成正比。用公式表示為：Q= IRt式中，若電流I的單位為A，電阻R的單位為，時間t的單位為s時，則熱量Q的單位就是J。3、電氣設備的額定值、電氣設備的額定值電氣設備的額定值為保證電氣設備能夠長期安全地工作，通常都規(guī)定一個最高的工作溫度。顯然，工作溫度的高低取決于熱量的大小。而熱

6、量的大小是由電流、電壓和功率的大小決定的，所以，電氣設備工作時都規(guī)定了額定值。把電氣設備和元件長期安全工作時所允許的最大電流、最大電壓和最大功率分別叫做額定電流、額定電壓和額定功率。電氣設備的額定值一般都標在其明顯的位置上，如熾燈上標的“220V 40W”，電阻器上標有“100 2W等，都是它們的額定值。還有很多電氣設備如電動機、變壓器、某些家用電器的額定值都標在外殼的名牌上，故有時也把額定值叫做名牌數(shù)據(jù)。電氣設備只有在額定值下，才能安全可靠、經(jīng)濟合理地運行。通常把電氣設備在額定功率下工作狀態(tài)叫做額定工作狀態(tài)，也稱滿載；低于額定功率的工作狀態(tài)叫做輕載；高于額定功率的工作狀態(tài)叫做過載或超載。由于過載容易損壞電氣設備，所以，一般情況下不允許出現(xiàn)過載。像熔斷器、熱繼電器都是常用的過載保護電器。例例19 例19 有一個阻值為100、額定功率為1W的電阻，問該電阻在使用時，電流、電壓不得超過多大數(shù)值？ 知：R=100，P=1W，求：I、U。 解： I=U=想一想想一想 想一想： 1.在公式P=I2R=U2/R中，功率與電阻既成正比，又成反比，是否矛盾？為什么？ 2.在一個額定值為0.5W 200的碳膜電阻兩端，能否