《電功和電功率》PPT課件

一 、 電 功 和 電 功 率思 考 ： （ 1） 電 場 力 的 功 的 定 義 式 是 什 么 ? （ 2） 電 流 的 定 義 式 是 什 么 ?（ 1） 電 場 力 的 功 的 定 義 式 W=qU（ 2） 電 流 的 定 義 式 I= tq 在 時 間 t內(nèi) ， 通 過 這 段 電 路 上 任 一 橫 截 面 的電 荷 量 q=It。 在 這 一 過 程 中 ， 電 場 力 做 的 功 W=qU=IUt 。 1、 電 功 ： 在 一 段 電 路 中 電 場 力 所 做 的 功 ， 也 就是 通 常 所 說 的 電 流 所 做 的 功 ， 簡 稱 為 電 功 。UItW 電 流 在 一 段 電 路 上 所 做 的 功 等 于 這 段電 路 兩 端 的 電 壓 U、 電 路 中 的 電 流 I 和 通 電時 間 t 三 者 的 乘 積 。 在 國 際 單 位 制 中 電 功 的 單 位 是 焦 （ J） ， 常 用 單 位有 千 瓦 時 （ kWh） 。 1kWh 3.6 106J使 用 電 功 的 定 義 式 計(jì) 算 時 ， 要 注 意 電 壓 U的 單 位用 V， 電 流 I的 單 位 用 A， 通 電 時 間 t的 單 位 用 s，求 出 的 電 功 W的 單 位 就 是 J。 二 、 電 功 率 和 熱 功 率 （ 1） 定 義 ： 單 位 時 間 內(nèi) 電 流 所 做 的 功 叫 做 電 功 率 。用 P表 示 電 功 率 。（ 3） 單 位 ： 瓦 （ W） 、 千 瓦 （ kW）（ 2） 定 義 式 ： P = =IUtW 設(shè) 在 一 段 電 路 中 只 有 純 電 阻 元 件 ， 其 電 阻 為 R，通 過 的 電 流 為 I， 試 計(jì) 算 在 時 間 t 內(nèi) 電 流 通 過 此電 阻 產(chǎn) 生 的 熱 量 Q。 提 示 ： 在 純 電 阻 元 件 中 ， 電 能 完 全 轉(zhuǎn) 化 成 內(nèi) 能 。做 一 做 2、 焦 耳 定 律 ： 電 流 通 過 導(dǎo) 體 時 產(chǎn) 生 的 熱 量 Q等 于電 流 I 的 二 次 方 、 導(dǎo) 體 的 電 阻 R 和 通 電 時 間 t 三 者 的 乘 積 。 RtIQ 2 熱 功 率 ： 單 位 時 間 內(nèi) 導(dǎo) 體 的 發(fā) 熱 量 叫 做 熱 功 率 。 RItQP 2熱 功 率 等 于 通 電 導(dǎo) 體 中 電 流 I 的 二 次 方 與 導(dǎo) 體電 阻 R 的 乘 積 。 取 一 個 玩 具 小 電 機(jī) ， 其 內(nèi) 阻 R=1.0， 把 它 接 在如 圖 所 示 的 電 路 中 。（ 1） 先 夾 住 電 動 機(jī) 軸 ， 閉 合 電 鍵 ， 電 機(jī) 不 轉(zhuǎn) 。調(diào) 整 滑 動 變 阻 器 的 阻 值 ， 使 電 壓 表 的 示 數(shù) 為 0.50 V， 記 下 電 流 表 的 示 數(shù) ， 算 出 小 電 機(jī) 消 耗 的 電 功率 和 熱 功 率 ， 并 加 以 比 較 。實(shí) 驗(yàn) ： 探 究 電 功 率 與 熱 功 率 的 區(qū) 別 和 聯(lián) 系 （ 2） 再 松 開 夾 子 ， 使 小 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 動 ， 調(diào) 整 滑 動 變 阻器 的 阻 值 ， 使 電 壓 表 的 示 數(shù) 為 2.0 V（ 此 電 壓 為 小電 機(jī) 的 額 定 電 壓 ） ， 記 下 電 流 表 的 示 數(shù) ， 算 出 小電 機(jī) 消 耗 的 電 功 率 和 熱 功 率 ， 并 加 以 比 較 。 運(yùn)行 情 況物 理 量卡 住 轉(zhuǎn) 動 熱 功 率 I2R（ W）總 功 率電 功 率 （ UI）（ W） 電 阻 R（ ） 電 流 I（ A） 電 壓 U（ V） 純 電 阻 電 路 : 電 能 內(nèi) 能 QI2Rt WUIt = I=U/RM非 純 電 阻 電 路 :電 能 內(nèi) 能 +其 它 形 式 的 能W W其 他 QUIt I 2Rt I U/R說 明 ： 歐 姆定 律 不 適 用于 非 純 電 阻電 路 ！ 純 電 阻 電 路 : 電 能 內(nèi) 能 QI2Rt WUIt I=U/R電 功 = 電 熱 ： W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R電 功 率 =熱 功 率 ： P =P熱 = UI = I2R = U2/R 電 功 ： W= UIt 電 熱 ： Q=I2Rt電 功 率 ： P=UI 熱 功 率 ： P熱 =I2RM非 純 電 阻 電 路 :電 能 內(nèi) 能 +其 它 形 式 的 能W W其 他 UIt I2Rt I U/RQ 電 功 率 是 指 某 段 電 路 的 全 部 電 功 率 ， 或 這段 電 路 上 消 耗 的 全 部 電 功 率 ， 決 定 于 這 段 電 路兩 端 電 壓 和 通 過 的 電 流 強(qiáng) 度 的 乘 積 ； 熱 功 率 是 指 在 這 段 電 路 上 因 發(fā) 熱 而 消 耗 的功 率 。 決 定 于 通 過 這 段 電 路 電 流 強(qiáng) 度 的 平 方 和這 段 電 路 電 阻 的 乘 積 。3、 電 功 率 與 熱 功 率（ 1） 區(qū) 別 ： （ 2） 聯(lián) 系 ： 對 純 電 阻 電 路 ， 電 功 率 等 于 熱 功 率 ； 對 非 純 電 阻 電 路 ， 電 功 率 等 于 熱 功 率 與 轉(zhuǎn)化 為 除 熱 能 外 其 他 形 式 的 功 率 之 和 。 思 考 ：我 們 知 道 白 熾 燈 是 純 電 阻 器 件 ，但 是 我 們 日 常 生 活 中 的 的 確 確看 到 白 熾 燈 發(fā) 出 光 。 這 不 是 矛盾 嗎 ？ 其 工 作 原 理 是 ： 電 流 通 過 燈 絲 （ 鎢 絲 ， 熔 點(diǎn) 達(dá)3000 以 上 ） 時 產(chǎn) 生 熱 量 ， 螺 旋 狀 的 燈 絲 不 斷 將熱 量 聚 集 ， 使 得 燈 絲 的 溫 度 達(dá) 2000 以 上 ， 燈 絲在 處 于 白 熾 狀 態(tài) 時 ， 就 發(fā) 出 光 芒 。 從 能 量 的 轉(zhuǎn) 換 角 度 看 ， 電 燈 發(fā) 光 時 ， 大 量 的電 能 將 轉(zhuǎn) 化 為 熱 能 ， 只 有 極 少 一 部 分 可 以 轉(zhuǎn) 化 為有 用 的 光 能 。 目 前 在 所 有 日 常 生 活 的 用 電 照 明 燈 具 中 ， 白 熾 燈的 效 率 是 最 低 的 ， 白 熾 燈 會 把 消 耗 能 量 中 的 大 部分 （ 超 過 90%） 轉(zhuǎn) 化 成 無 用 的 熱 能 ， 只 少 于 10%的能 量 會 成 為 光 能 。 2011年 8月 ， 發(fā) 改 委 公 布 中 國 淘 汰 白 熾 燈 路 線圖 （ 征 求 意 見 稿 ） ， 從 2016年 10月 1日 起 ， 禁止 銷 售 和 進(jìn) 口 15瓦 及 以 上 普 通 照 明 用 白 熾 燈 。