内容正文:
§1—4 电功和电功率
1.理解电功、电功率的概念。
2.掌握电功、电功率和焦耳热的计算方法。
3.能正确识读电气设备所标额定值的含义。
电流做功的过程,实质上就是将电能转化为其他形式的能的过程。
一、电功
电流所做的功,称为电功,用字母W 表示。电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积,即:
电功的常用单位是千瓦时,用符号kW·h表示,即通常所说的1度电,它和焦耳的换算关系为:
用来测量电流做功多少(也就是电路消耗电能多少)的仪表称为电能表。
机械式电能表 电子式电能表 预付费IC卡式 智能电表
电能表
二、电功率
电流在单位时间内所做的功称为电功率,用字母P 表示,单位是瓦特,简称瓦,用符号W 表示,其计算式为
上式还可以写为
(1)只有在U 和I 为关联参考方向的情况下,才能应用P =UI 来计算电功率,否则应添加一个负号,即P = -UI。
(2)公式选定后,U 和I 的代入值应包括其正、负号。
(3)无论应用哪个公式计算的结果,只要P 为正值,就表明元件吸收功率,处于负载状态;若P 为负值,则表明元件发出功率,处于电源状态。
电流通过导体时使导体发热的现象称为电流的热效应。也就是说,电流的热效应就是电能转换成热能的效应,电流与它流过导体时所产生的热量之间的关系可用下式表示
Q 的单位是焦耳(J),这种热也称焦耳热。
三、电流的热效应
【例】 某电烤箱电阻是5Ω,工作电压是220V,将其看作纯电阻负载,通电15min能放出多少能量? 消耗的电能是多少度?
解:热量
电能
电气设备长期安全工作时各个参数所允许的最大值称为额定值。常见的额定值有额定电流、额定电压、额定功率等。
电气设备在额定功率下的工作状态称为额定工作状态,也称满载;低于额定功率的工作状态称为轻载;高于额定功率的工作状态称为过载或超载。
四、负载的额定值
电动机的额定值通常标在其外壳的铭牌上,故其额定值也称铭牌数据。
电灯泡额定值的标志 电动机的铭牌
【例】 额定值为100Ω/1W 的电阻,两端允许加的最大直流电压为多少? 允许流过的直流电流又是多少?
解:根据式 可得,电阻两端允许加的最大直流电压为
电阻允许流过的最大直流电流为
本章小结
1.电路的主要物理量
本章小结
2.形成电流必须具备两个条件:要有能自由移动的电荷———载流子;导体两端必须保持一定的电压,电路必须闭合。
3.电路中任意两点之间的电位差就等于这两点之间的电压,故电压又称电位差。电位是相对的数值,随参考点的改变而改变,但电压是绝对的数值,不随参考点的改变而改变。
4.电动势只存在于电源内部,而电压不仅存在于电源两端,而且也存在于电源内部;在有载情况下,电源端电压总是低于电源电动势,只有当电源开路时,电源端电压才与电源电动势相等。
本章小结
5.电流所做的功称为电功,电流在单位时间内所做的功称为电功率。
6.额定值就是保证电气设备能长期安全工作的参数最大值,最大电压、最大电流和最大功率分别称为额定电压、额定电流和额定功率。只有当实际电压等于额定电压时,实际功率才等于额定功率,电气设备才能安全可靠、经济合理地工作。
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