2.4 电功与电功率（课件）-《电工技术基础与技能》同步精品课堂（机工版·第3版）

项目2 电路的基本概念 2.4 电功与电功率 《电工技术基础与技能》（机械版•第3版） 同步精品课堂 1 学习目标 知识目标 1.精准掌握电功、电功率的定义公式及单位换算，能熟练计算常见电器的电功和功率。 2.透彻理解额定功率与实际功率的区别，能准确判断电器在不同电压下的功率情况。 能力目标 1.熟练运用所学知识解决实际电路中功率计算及故障分析问题。 2.能够通过实验探究和数据分析，总结电流热效应的规律和影响因素。 情感目标 1.培养节约用电意识，在生活中主动践行节能行动，倡导绿色用电理念。 2.激发对电工技术的兴趣，在学习和实践中增强探索创新的精神和自信心。 项目2 电路的基本概念 导入情景 01 在这些现象中，电能都发生了怎样的转化？电流做功有没有什么规律呢？ 新知学习 02 一、电功 电功 电流在电路中流动，通过负载时要对负载做功。如电流流入电动机的绕组，则电动机输出转矩，拖动机械负载运动做功，电能通过电动机将电能转化为机械能。 w=UIt 新知学习 02 一、电功 电功 对于电阻电路，根据欧姆定律U=IR，式可改写为W=I²Rt 式中 W--电功，单位为焦耳，简称焦，符号为J。 在工程上电功又称电能，常用kW·h(千瓦时)表示，1kW·h就是通常说的1度电。 新知学习 02 二、电功率 电功率 电流在单位时间内所做的功称为电功率，用P来表示，其表达式为 对于电阻电路，根据欧姆定律 U=IR，有 新知学习 02 三、电流的热效应 电流的热效应 电流在通过导体时，导体要消耗电能而发热，这种现象称为电流的热效应。电流的热效应在电气设备中得到广泛的应用，电烙铁、电烤箱、电能炼钢等都是利用电流的热效应工作的。 新知学习 02 案例 1--电热水器电线容量计算 有一家庭需安装一台额定电压为220V、额定功率为1200W的电热水器(见图2-33)，请核算墙体内的电源线容量是否能满足需要。已知墙体电线为塑料绝缘铜导线，线截面积为2.5mm²安全载流量为6A/mm²。 新知学习 02 案例 1--电热水器电线容量计算 1)墙体内电源线电流容量为单位截面积电流容量x导线总截面积=6Ax2.5=15A 2)电热水器总电流为 因为5.45A<15A，即电热水器的电流比电源线的电流容量小，因此墙体内的电源线容量可以满足需要，电热水器可以安全工作。 新知学习 02 案例 2--电阻器体积与耗散功率 阻值相同、功率不同的电阻器体积是否相同? 新知学习 02 案例 2--电烙铁发热量不足 电阻器是耗能元件，电能通过电阻器转化为热能。 电阻器的应用有两个方面:一个是以发热为目的的电阻器，如电烙铁、电炉丝、电饭锅、电暖器、电气设备专用的耗能电阻、企业加热用的电阻炉等。 电阻器的本质是消耗电能，消耗电能就要发热，发热就要散热，散热就要有一定的体积。因此，一般来说，电阻器的体积与电阻器耗散功率成正比。 新知学习 02 案例 2--电烙铁发热量不足 电阻器除了标明其阻值的大小之外，还要标明电阻器的耗散功率。电阻器的体积和阻值没有关系，因其用途不同，消耗的功率不同，同一阻值的电阻器因其耗散功率不同其体积不同。 所以选择电阻器时必须要有两个参数:阻值和耗散功率。图2-34a为电力电阻，耗散功率大，体积也很大:图2-34b为1/8W碳膜电阻，功率很小，体积也很小;图2-34c为安装在电子电路板上的贴片电阻，因流过的电流很小(功率很小)，所以体积更小。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 1： 在纯电感电路中，电流与电压之间的相位关系是（ ）。 A. 同相 B. 反相 C. 电流超前电压90° D. 电压超前电流90° 答案：D 解析：在纯电感电路中，电流与电压之间的相位关系是电压超前电流90°。这是因为电感对电流的阻碍作用使得电流不能立即跟随电压的变化而变化，而是滞后于电压的变化。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 2： 电容器在交流电路中的主要作用是（ ）。 A. 通直流、阻交流 B. 通交流、阻直流 C. 储存电能 D. 提高功率因数 答案：B 解析：电容器在交流电路中的主要作用是通交流、阻直流。电容器能够储存电荷并在交流电路中形成电流通路，从而允许交流电通过；而对于直流电来说，电容器则相当于一个开路。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 3： 在三相交流电动机中，通常采用的接法是（ ）。 A. 星形接法 B. 三角形接法 C. 既可以星形接法也可以三角形接法 D. 以上都不对 答案：C 解析：在三相交流电动机中，通常采用的接法有星形接法和三角形接法两种。具体采用哪种接法取决于电动机的额定电压和额定电流等参数。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 4： 在整流电路中，将交流电转换为直流电的过程称为（ ）。 A. 滤波 B. 整流 C. 逆变 D. 变压 答案：B 解析：在整流电路中，将交流电转换为直流电的过程称为整流。整流电路通常由二极管等整流元件组成，能够将交流电的正半周和负半周分别转换为直流电的正极和负极。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 5： 在放大电路中，输入信号与输出信号之间的相位关系是（ ）。 A. 同相 B. 反相 C. 相位差为90° D. 不确定 答案：D 解析：在放大电路中，输入信号与输出信号之间的相位关系取决于具体的放大电路类型和参数设置。例如，在共射放大电路中，输入信号与输出信号通常是反相的；而在共基放大电路中，输入信号与输出信号则可能是同相的。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 6： 在稳压电源中，为了保持输出电压的稳定，通常采用的方法是（ ）。 A. 提高输入电压 B. 减小负载电流 C. 引入负反馈 D. 增加电源内阻 答案：C 解析：在稳压电源中，为了保持输出电压的稳定，通常采用的方法是引入负反馈。负反馈能够减小输出电压的波动范围，从而提高输出电压的稳定性。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 7： 在数字电路中，逻辑“1”和逻辑“0”通常表示（ ）。 A. 高电平和低电平 B. 高电阻和低电阻 C. 高频率和低频率 D. 高电流和低电流 答案：A 解析：在数字电路中，逻辑“1”和逻辑“0”通常表示高电平和低电平。高电平通常对应于电源电压的正极附近的值，而低电平则对应于电源的负极附近或接地值。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 8： 在组合逻辑电路中，常用的基本逻辑关系有（ ）。 A. 与、或、非 B. 与、或、异或 C. 非、异或、同或 D. 与非、或非、异或 答案：A 解析：在组合逻辑电路中，常用的基本逻辑关系有与、或、非三种。这三种逻辑关系可以相互组合形成更复杂的逻辑电路。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 9： 在时序逻辑电路中，触发器的主要作用是（ ）。 A. 存储数据 B. 传输数据 C. 放大信号 D. 整形信号 答案：A 解析：在时序逻辑电路中，触发器的主要作用是存储数据。触发器能够保持其输出状态直到接收到新的输入信号为止。因此，触发器在时序逻辑电路中起到了记忆和存储数据的作用。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 10： 在串联电路中，如果其中一个电阻的阻值增大，那么电路中的总电阻将会（ ） A. 减小 B. 不变 C. 增大 D. 无法确定 答案：C 解析：在串联电路中，总电阻等于各个电阻之和。因此，如果其中一个电阻的阻值增大，那么电路中的总电阻也会相应增大。 在本次课程中，我们深入探究了电功与电功率这一重要的电工学领域知识。首先，明确电功是电流在电路中通过负载时所做的功，其计算公式为W=UIt，让我们能精准计算电能的转化量。 电功率则用于衡量电流做功的快慢，P=W/t=UI，同样在电阻电路中有衍生公式。额定功率是电器安全稳定工作的关键指标，实际功率会随实际电压变化，二者的理解对电器使用至关重要。 此外，电流热效应在生活中广泛存在，像电烙铁等电器利用其发热工作，但也会给电气设备带来危害，通过学习我们掌握了应对方法。这节课为我们进一步学习电路知识和安全用电筑牢了根基，提升了我们解决实际电气问题的能力。 课堂小结 04 课堂小结 04 作业布置 05 计算家中三种电器的电功，注明已知条件与过程。 测量一个小电器的实际功率，记录数据并分析结果。 感谢观看 $$