學(xué)完了電路電壓、電壓阻值,接出來就是電功率了,這也是熱學(xué)中比較難的一部份,相關(guān)公式和導(dǎo)入式也比較多,所以一定要自己推論一下,真正理解記憶,做題的時侯才會比較快。
電能
電功
定義:電壓所做的功叫電功。電功的符號是W
單位:焦耳(焦,J)。電功的常用單位是度,即千瓦時(kW·h)。1kW·h=3.6×106J(第二個6為次方)
電壓做功的過程,實際上就是電能轉(zhuǎn)化為其他方式能的過程。
公式:
公式中的數(shù)學(xué)量:
W——電能——焦耳(J)
U——電壓——伏特(V)
I——電流——安培(A)
t——時間——秒(s)
R——電阻——歐姆(Ω)
Q——電荷量——庫倫(C)
P——功率——瓦特(W)
電能表
檢測電功的儀表是電能表(也叫電度表)。右圖是一種電能表的表盤。
表盤上的數(shù)字表示早已消耗的電能,單位是千瓦時,計數(shù)器的最后一位是小數(shù),即1234.5kW·h。
用電能表年底的讀數(shù)除以月初的讀數(shù),就表示這個月所消耗的電能。
“220V”表示這個電能表的額定電流是220V,應(yīng)當(dāng)在220V的電路中使用。
“10(20A)”表示這個電能表的標定電壓為10A,額定最大電壓為20A。
“50Hz”表示這個電能表在50Hz的交流電中使用;
“600revs/kW·h”表示接在這個電能表上的用家電,每消耗1千瓦時的電能,電能表上的表盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn)。
按照轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)估算電能或按照電能估算轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)時,可以列比列式:
串并聯(lián)電路電功特性
①在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中,電壓所做的總功等于各用家電電功之和;
②串聯(lián)電路中,各用家電的電功與其內(nèi)阻成反比,即W1/W2=R1/R2;
③并聯(lián)電路中,各用家電的電功與其內(nèi)阻成正比,即W1/W2=R2/R1(各大道通電時間都相同)。
電功率
電功率
定義:電壓在一秒內(nèi)所做的功叫電功率。
意義:表示消耗電能的快慢。
符號:P
單位:瓦特(瓦,W),常用單位為千瓦(kW),1kW=103W
電功率的定義式:P=W/tW=Ptt=W/P
第一種單位:
P——電功率——瓦特(W);
W——電功——焦耳(J);
t——通電時間——秒(s)。
第二種單位:
P——電功率——千瓦(kW);
W——電功——千瓦時(kW·h);
t——通電時間——小時(h)。
電功率的估算式:
P——電功率——瓦特(W);
U——電壓——伏特(V);
I——電流——安培(A);
R——電阻——歐姆(Ω)。
串并聯(lián)電路電功率特性
④在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中,總功率等于各用家電電功率之和;
⑤串聯(lián)電路中,各用家電的電功率與其內(nèi)阻成反比,即P1/P2=R1/R2
⑥并聯(lián)電路中,各用家電的電功率與其內(nèi)阻成正比,即P1/P2=R2/R1。
用家電的額定功率和實際功率
額定電流:用家電正常工作時的電流叫額定電流。
額定功率:用家電在額定電流下的功率叫額定功率。
額定電壓:用家電在正常工作時的電壓叫額定電壓。
用家電實際工作時的三種情況:
①U實
②U實>U額P實>P額——用家電不能正常工作,有可能燒毀。(假如是燈泡,則表現(xiàn)為燈光極亮、刺眼、發(fā)白或迅速燒斷鎢絲);
③U實=U額P實=P額——用家電正常工作。
電燈泡上的“PZ22025”表示額定電流是220V,額定功率是25W。
燈泡的色溫是由其所消耗的實際電功率決定的,與額定電流和額定功率無關(guān)。
額定電流相同,額定功率不同的燈泡,鎢絲越粗,功率越大。
將這兩個燈泡串聯(lián)測小燈泡的電功率的實驗,額定功率大的,實際功率小;將這兩個燈泡并聯(lián),額定功率大的,實際功率大。
串并聯(lián)電路P實與R大小的關(guān)系
檢測小燈泡的電功率
伏安法測小燈泡的功率
實驗原理:P=UI
實驗器材:電源、開關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器。
實驗電路圖:
實驗步驟:
①按電路圖聯(lián)接實物。
②檢查無誤后測小燈泡的電功率的實驗,閉合開關(guān)。聯(lián)通滑片,使小燈泡在額定電流下發(fā)光,觀察小燈泡的照度,并記下電流表和電壓表的示數(shù),代入公式P=UI估算出小燈泡的額定功率。
③調(diào)節(jié)滑動變阻斷器,使小燈泡兩端的電流約為額定電流的1.2倍,觀察小燈泡的照度,并記下電流表和電壓表的示數(shù),代入公式P=UI估算出小燈泡此時的實際功率。
④調(diào)節(jié)滑動變阻斷器,使小燈泡兩端的電流大于額定電流,觀察小燈泡的照度,并記下電流表和電壓表的示數(shù),代入公式P=UI估算出小燈泡此時的實際功率。
實驗表格:
注意事項:
①接通電源前應(yīng)將開關(guān)處于斷掉狀態(tài),將滑動變阻器的電阻調(diào)到最大;
②連好電路后要通過試觸的方式選擇電流表和電壓表的阻值;
③滑動變阻器的作用:改變阻值兩端的電流和通過的電壓;保護電路;
④不須要估算電功率的平均值。
焦耳定理及其應(yīng)用
電壓通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成熱(電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能),這個現(xiàn)象稱作電壓的熱效應(yīng)。
焦耳定理:電壓通過導(dǎo)體形成的熱量跟電壓的二次方成反比,跟導(dǎo)體的內(nèi)阻成反比,跟通電時間成反比。(美國化學(xué)學(xué)家焦耳)
定義式:
導(dǎo)入式:
Q——熱量——焦耳(J);
I——電流——安培(A);
R——電阻——歐姆(Ω);
t——通電時間——秒(s);
P——電功率——瓦特(W);
U——電壓——伏特(V)。
有關(guān)焦耳定理的注意事項:
對于純內(nèi)阻電路,電壓做功消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(Q=W),這時以下公式均組建Q=UItQ=(U2/R)t(2為平方)Q=Pt;
對于非純內(nèi)阻電路,電能不僅轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,還要轉(zhuǎn)化為其他方式的能量。求Q時只能用Q=I2Rt(2為指數(shù))
借助電熱的事例:冷水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等。
避免電熱的事例:電視機機殼的散熱窗;計算機內(nèi)的散熱吊扇、電動機機殼的散熱片等。
串并聯(lián)電路電功特性:
①在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中,電壓形成的總熱量等于部份電熱之和;
②串聯(lián)電路中,各部份電路的熱量與其內(nèi)阻成反比,即Q1/Q2=R1/R2;
③并聯(lián)電路中,各部份電路的熱量與其內(nèi)阻成正比,即Q1/Q2=R2/R1(各大道通電時間都相同)。