2.4学习电功与电功率（课件）-《电工技术基础与技能》同步教学（苏教版）

模块2 电路基础知识 任务一 任务二 任务六 任务四 任务三 任务五 学习电路的基本物理量 认识电路 学习欧姆定律 学习电功与电功率 认识电阻的连接关系 认识电源的连接关系 本模块学习内容 ● 理解电功、电功率的定义，掌握电功与电功率的计算方法。 ● 理解负载获得最大功率的条件及其意义。 学习目标 任务四 学习电功与电功率 任务描述 ● 如图1-35（a）所示为一个直流灯泡，将其接在图 1-35（b）所示电路中。当我们调节电位器RP时，灯泡的亮度会随之变化。当电位器的阻值增大时，灯泡的亮度下降；当电位器的阻值减小时，灯泡的亮度增大。这一现象应如何解释呢？ 任务分析 ● 灯泡的亮度变化与灯泡消耗电能的快慢有关。灯泡在单位时间内消耗的电能越多就越亮，反之灯泡就越暗。本任务主要分析描述负载消耗电能的多少和快慢的物理量，即电功和电功率。 任务四 学习电功与电功率 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 知识链接 一、电功 当电流在电路中流动时，电源力和电场力都要做功。使正电荷从电源正极经外电路移至电源负极是电场力在做功；使正电荷在电源内部从负极移动到正极是电源力在做功。 电场力移动电荷所做的功，即电流所做的功，简称电功，用W表示。 根据公式 ， 及欧姆定律，可以得出电功W的数学表达式为： 上式中 U——导体两端的电压，单位为伏（V）； 任务四 学习电功与电功率 知识链接 I——导体中的电流，单位为安（A）； 　 t——通电时间，单位为秒（s）； W——电场力所做的功，单位为焦（J）。 实际生活中电功的单位常用"度"即千瓦时（kW·h）来表示。负载消耗的电功多少，可以用电度表来测量。"度"与"焦耳"的换算关系为 1度= 1kW·h=3.6×10 J 当电流通过导体时使导体发热的现象称为电流的热效应。 实践证明，电流通过导体时，产生热量 Q 的大小与电流的平方、导体的电阻值及通电时间都成正比，即： 任务四 学习电功与电功率 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 知识链接 上式中　 I——导体中的电流，单位为安（A）； R——导体的电阻，单位为欧（Ω）； 　 t—— 通电时间，单位为秒（s）； Q——热量，单位为焦（J）。 这个公式是由英国物理学家焦耳和俄国科学家楞次各自独立地用实验方法得出的结论，所以我们称之为焦耳—楞次定律（一般简称焦耳定律）。 焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。 任务四 学习电功与电功率 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 电流的热效应应用很广泛，根据这一原理可以制作电炉、 电烙铁、电吹风等电热器，还可以制作对电路起保护作用的 元件，熔断器就是一种最简单的保护装置。 电流的热效应也有其不利的一面，比如使导线发热，这不 但消耗电能，而且使用电设备的温度升高，加速了绝缘材料 的老化、变质，容易导致漏电，甚至烧毁设备。为了保证电 气元件和电气设备长期安全工作，应该规定一个最高工作温 度。显然，工作温度取决于发热量，而发热量又由电流、电 压和功率来决定。因此，为了使设备能够正常运行，通常制 造厂家规定了在一定工作条件下电器产品的额定电流、额定 电压、额定功率、额定温度、额定转速等额定值。 加油站 电流的热效应 任务四 学习电功与电功率 知识链接 例1.6 一段阻值为60Ω的电阻丝接在电压为36V 的电源上，其在5分钟内能产生多少热量？ 解： 已知R =60Ω，U=36 V，t=5×60s= 300s，则 由焦耳定律可得 任务四 学习电功与电功率 知识链接 二、电功率 电功只能说明电场力做功的多少，而不能说明其做功的快慢。电功率是指电流在单位时间内所做的功。电功率用字母P表示，即 上式中　I——导体中的电流，单位为安（A）； 　　　　R——导体的电阻，单位为欧（Ω）； 　　　　U——导体两端的电压，单位为伏（V）； 　　　　P——电功率，单位为瓦特，简称瓦（W）。 任务四 学习电功与电功率 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 知识链接 例1.7 一个额定工作电压为220V，额定功率为100W的灯泡在正常工作时流过它的电流是多少？灯泡的电阻值为多少？ 解： 已知P=100W，U=220V，则 任务四 学习电功与电功率 知识链接 三、负载获得最大电功率的条件 电源工作时所产生的功率一部分被电源内阻所消耗，另一部分传输给负载。在电子技术和自动控制领域中，作为负载的是一些电子器件，例如喇