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[!--downpath--]用家电是将电能转化为其他方式能的设备,这一转化过程通过电压做功实现,电压通过用家电时做功的多少以及做功的快慢跟什么诱因有关,我们从电场力对电荷做功的角度和电压的定义来寻求与此相关的数学量.一、电功
如图所示,一段电路两端的电流为U,通过的电压为I,在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量,电场力做功电功率是指 所做的功,即.
电功和电功率
1、定义:在一段电路中电场力所做的功,也就是一般所说的电压所做的功,简称为电功.
2、公式:.
电压在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电流U、电路中的电压I和通电时间t二者的乘积.
【注意】电功的估算式对在恒定电压下的任何一段电路或用家电均组建.
3、单位:在国际单位制中是焦
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额定功率
~150
300~800
100~150
800~1200
40~60
三、电功率和热功率
1、电流做功的过程电功率是指 所做的功,是电能转化为其他方式能量的过程.
电动机把电能转化为机械能;电解槽把电能转化为物理能;电热器把电能转化为热能.
2、焦耳定理、热功率
在真空中,电场力对电荷做正功时,降低的电势能转化为电荷的动能;在金属导体中,在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞,把定向联通的功能传给离子,使离子热运动激化,将电能完全转化为内能.
点击此处观看动漫“电阻器件中电能的转化”
(1)焦耳定理:电压通过导体时形成的热量Q等于电压I的二次方、导体的阻值R和通电时间t二者的乘积:.
点击此处观看视频“焦耳定理”,感受焦耳定理的原理.
焦耳定理除了适用于纯内阻电路,还适用于非纯内阻电路.
纯内阻电路:只富含内阻的电路、如电炉、电烙铁等电热元件组成的电路,白炽灯也是纯内阻元件.
非纯内阻电路:电路中富含电动机在转动或有电解槽在发生物理反应的电路.
(2)热功率:单位时间内导体的发热功率称作热功率,热功率等于通浊度体中电流I的二次方与导体内阻的乘积..
3、电功率与热功率
(1)区别:电功率是指某段电路的全部电功率,或这段电路上消耗的全部电功率,决定于这段电路两端电流和通过的电压硬度的乘积;热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率.决定于通过这段电路电压硬度的平方和这段电路内阻的乘积.
(2)联系:对纯内阻电路,电功率等于热功率;对非纯内阻电路,电功率等于热功率与转化为除热能外其他方式的功率之和.
(3)电热的应用
内阻丝通电后因为电能转化成热能,低温促使内阻丝发热变红.
电炉子是“电老虎”家族中十分危险的一位成员,现在已被“开除”出家用家电的队伍,成为一种禁用家电.
【小结】电功,焦耳热;电功率,热功率;对纯内阻电路,对非纯内阻电路.