電功率

一、電功率的定義

1.電功率(P)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功，表示電流做功的快慢。

2.國(guó)際單位：瓦特(W)。常用單位：千瓦(KW)

3.通用公式：P=Wt=UI

單位P 瓦(w);W 焦(J);t 秒(s);U 伏(V);I 安(A))

利用公式計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一：

如果W用焦(J)，t用秒(s)，則P的單位是瓦(w);如果W用千瓦時(shí)(KW.h)，t用小時(shí)(h)，則P的單位是千瓦(KW)。

公示變形：

P=I2RP=U2R

功率與電壓、電流的關(guān)系 非線(xiàn)性關(guān)系 不是正比例關(guān)系。

我們的用電器，通常都是在規(guī)定電壓下工作。同一用電器消耗的實(shí)際功率跟它兩端的實(shí)際電壓的平方成正比。

二、額定功率

1.額定值

額定電壓(Ue)：用電器正常工作的電壓。另有：額定電流Ie

額定功率(Pe)：用電器在額定電壓下的功率。

在這里尤其需要強(qiáng)調(diào)：用電器，比如燈泡，不一定在額定電壓下工作。正常使用的時(shí)候，應(yīng)保證其在額定電壓下工作。達(dá)不到額定值，工作就不正常;超過(guò)額定值，就存在危險(xiǎn)。

2.工作值 工作電壓

實(shí)際電壓U：實(shí)際加在用電器兩端的電壓。這個(gè)時(shí)候用電器的工作電流是實(shí)際電流I。

實(shí)際功率P：用電器在實(shí)際電壓下的功率。

根據(jù)電功率公式，用電器消耗的實(shí)際功率隨加在它兩端的實(shí)際電壓改變而改變。實(shí)際電壓升高，實(shí)際功率增大;反之則減小。

(1)當(dāng)U>Ue時(shí)，則P>Pe;燈很亮,將縮短燈泡壽命，且易燒壞。

(2)當(dāng)U

(3)當(dāng)U=Ue時(shí)，則P=Pe;燈泡正常發(fā)光，正常工作、正常壽命。

做題的時(shí)候，一定要搞清楚，題目所給的已知條件——這些電壓、電流或者功率——到底是額定值還是工作值。

第3節(jié)　測(cè)量小燈泡的電功率

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

學(xué)習(xí)使用電壓表和電流表測(cè)量小燈泡的額定功率和實(shí)際功率。具體方法就是利用滑動(dòng)變阻器進(jìn)行控制，分別測(cè)出三種情況下小燈泡的實(shí)際功率，然后進(jìn)行比較。

二、實(shí)驗(yàn)原理

要測(cè)量小燈泡的電功率，根據(jù)電功率公式，可以用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流。

要直接測(cè)量的物理量：小燈泡兩端的電壓U和流過(guò)小燈泡的電流I。

三、實(shí)驗(yàn)器材：電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干、待測(cè)小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

滑動(dòng)變阻器，不同的測(cè)量條件下(對(duì)應(yīng)不同的變阻器阻值)，小燈泡兩端電壓和流過(guò)的電流都會(huì)發(fā)生變化。

小燈泡發(fā)光情況由實(shí)際功率決定，實(shí)際功率越大，發(fā)光越亮。

五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：

1.選用的電源電壓要高于燈泡額定電壓。

2.在手動(dòng)連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)，防止由于電路連接錯(cuò)誤而短路，損壞電流表;

3.閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到最大阻值，防止電流過(guò)大，起到保護(hù)電路作用;

4.滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流要大于小燈泡正常工作電流;最大阻值也應(yīng)與小燈泡電阻差不多，這樣會(huì)使滑動(dòng)變阻器調(diào)壓效果明顯;

5.滑動(dòng)滑片應(yīng)有一定規(guī)律，記錄的電壓表值、電流表值要一一對(duì)應(yīng)，避免張冠李戴;

6.實(shí)際工作電壓不能超過(guò)額定電壓1.2倍，同時(shí)通電時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，否則容易燒壞小燈泡。

例題：假如有3個(gè)4v2ah的電池，并聯(lián)給一個(gè)4v3w的led燈泡供電和串聯(lián)給一個(gè)12v3w的led燈泡供電，哪個(gè)燈亮得久?怎么算?

在這里我們先做一個(gè)假定：考慮電池是理想的，也就是內(nèi)阻為零、可以完全放電;小燈泡也是理想的，有電流就會(huì)亮。在電池容量(AH)一定的前提下，負(fù)載電流越小，供電時(shí)間就會(huì)越長(zhǎng)(燈亮得久)。

使用電池供電，屬于直流電路，我們按照直流電路來(lái)進(jìn)行分析，led燈泡就相當(dāng)于一個(gè)電阻。

P=UI=U2R

R=U2P

根據(jù)上面給出的公式，來(lái)計(jì)算燈泡內(nèi)阻：

12v3w的led燈泡，電阻相當(dāng)于48歐姆，工作電流

I=12×1248=3A

而4v3w的led燈泡，電阻大約是5.33歐姆，工作電流

I=4×45.33=3A

工作時(shí)，那個(gè)電流小，那個(gè)燈亮得久。顯然，這兩種情況燈泡亮得一樣久。

如果電池內(nèi)阻不能忽略，則要運(yùn)用等效電路(三個(gè)實(shí)際電源等效電路串聯(lián)后與負(fù)載相連、并聯(lián)后與負(fù)載相連)進(jìn)行詳細(xì)分析或者實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

一定要注意，實(shí)踐中電池是不能簡(jiǎn)單并聯(lián)使用的，因?yàn)檎l(shuí)也做不到電池電壓完全相同，一旦不相同，電壓低的那塊電池不但供不了電，還有可能會(huì)消耗電能。

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