電功和電功率

任務五：電功和電功率、電熱器

焦耳

(J.P.Joule1818.12─1889.10）1818年12月24日生于英國曼徹斯特，他的父親是一個釀酒廠主。焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動，沒有受過正規(guī)的教育。青年時期，在別人的介紹下，焦耳認識了著名的化學家道爾頓，并向他虛心地學習了數(shù)學、哲學和化學，這些知識為焦耳后來的研究奠定了理論基礎。而且道爾頓理論與實踐相結(jié)合的科研方法，激發(fā)了焦耳對化學和物理的興趣。

1840年，焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內(nèi)，測量不同電流強度和不同電阻時的水溫。通過這一實驗，他發(fā)現(xiàn)：導體在一定時間內(nèi)放出的熱量與導體的電阻及電流強度的平方之積成正比。四年之后，俄國物理學家楞次公布了他的大量實驗結(jié)果，從而進一步驗證了焦耳關于電流熱效應之結(jié)論的正確性。因此，該定律稱為焦耳—楞次定律。焦耳活到了七十一歲。1889年10月11日，焦耳在索福特逝世。后人為了紀念焦耳，把功和能的單位定為焦耳。

一、焦耳定律

燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實際上燈泡熱得發(fā)光，為什么電線的發(fā)熱卻覺察不出來？電路中接入大功率的電爐，電線將顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災，這是為什么？家庭電路中使用功率過大的用電器可能引起火災焦耳定律

電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。這個規(guī)律叫做焦耳定律。焦耳定律可以用公式Q=I2

Rt

來表示。公式中電流

I的單位要用安培，電阻R

的單位要用歐姆，通電時間t的單位要用秒，這樣熱量Q

的單位就是焦耳。例題：一根60Ω的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？焦耳定律先利用歐姆定律計算出通過電阻絲的電流，再利用焦耳定律公式計算電流產(chǎn)生的熱量。解：Q=I2Rt=(0.6)2×60×300J=6480J怎樣理解焦耳定律焦耳定律定量地描述了電能向熱能轉(zhuǎn)化的規(guī)律，用公式Q=I2

Rt

來表示，適用于任何電路。電熱的作用常見的電熱器：二、電能電流通過電燈、電爐等用電器時都要做功。電流做功，賜予光明。電流做功………….電流做功，溫暖人心。電流做功，心靈相通。電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能電流不僅通過電動機時做功，通過電燈、電爐等用電器時都要做功，電流通過電爐時發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化為熱能。電流通過電燈時燈絲灼熱發(fā)光，電能轉(zhuǎn)化為熱能和光能。電流做功的過程，實際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程。電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。

研究表明：電流所做的功跟電壓、電流和通電時間成正比。電流所做的功叫做電功。如果電壓U的單位用伏特，電流I

的單位用安培，時間t

的單位用秒，電功W的單位就是焦耳。計算電功的公式是：W=

UIt

這就是說，電流在某段電路上所做的功，等于這段電路兩端的電壓、電路中的電流和通電時間的乘積。電能的測量

電功通常用電能表來測定。單位是KW·h1KW·h=3.6X1061KW·h電的作用電爐煉鋼1.61公斤電動自行車行使80千米1KW·h電的作用用電炒鍋炒熟兩個菜用吸塵器把房間打掃5遍我們家用的100W的燈泡，我們用多少小時消耗一度電能？我們家的空調(diào)是2000W的，請問他一小時要消耗多少電能？三、電功率

1.電功率：表示電流做功的快慢的物理量。

電流在單位時間內(nèi)所做的功叫做電功率。公式：P=A/t=UI上式表明，電功率等于電壓與電流的乘積。電功率的單位：瓦特（W），還有千瓦（KW）1KW=1000W額定功率額定功率用電器正常工作時電壓（銘牌上標出的電壓）用電器在額定電壓下的功率（銘牌上標出的功率）實際電壓用電器實際工作時的電壓實際功率用電器在實際電壓下的功率額定電壓電功率的計算例題1、“PZ220—25”的燈泡，接在220V的電路中，通過燈泡的電流有多大？這個燈泡的電阻有多大？“PZ220V—60”的燈泡呢？解：對“PZ220—25”的燈泡：電流電阻對“PZ220—60”的燈泡：電流電阻例題3：有一個100歐，1/4W的碳膜電阻，問使用時，電流不能超過多大值？此電阻能否接在10V的電源上使用?例題3：一個220V100W的燈泡正常發(fā)光時通過燈絲的電流是多少？燈絲的電阻是多大？例題2：一個100歐的電阻流過50mA的電流時，求電阻上的電壓降和電阻消耗的功率，當電流通過時間為1min時，電阻消耗的電能為多少？電功和電功率定義：公式：電功電流所做的功，用W表示。國際：焦耳，簡稱焦，用J表示W(wǎng)=UIt=Pt=UQ單位：電熱定義：測定電功率焦耳定律內(nèi)容電流在單位時間內(nèi)所做的功，用P表示。單位常用單位：千瓦時，用KW·h表示。換算關系：1KW·