
第一节:电功详解
1. 电功的概念:电功是电流做功的度量。
1.1 从能量转化的角度,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能量;
1.2 电流做功的实质是电能与其他形式能的相互转化。
2. 电功的计算:
2.1 电流在某段电路所做的功,等于这段电路的电压、电流与通电时间的乘积。
2.2 公式表达为:W=UIt。这一公式普遍适用,无论是纯电路还是非纯电路。
2.3 对于纯电阻电路,即电能全部转化为内能的电路,我们可以使用欧姆定律,将电流I表达为U/R,代入电功的计算公式,得到两个推导公式:W=U²t/R和W=I²Rt。这两个公式仅适用于纯电阻电路。
纯电阻电路示例:电炉丝、电饭煲、灯泡等;
非纯电阻电路示例:包含电动机、电风扇、电铃、电解槽等的电路。
2.4 在应用上述公式计算时,需要注意:
①公式中的各物理量需具有“同一性”和“同时性”,即同一导体或同一段电路在同一时间的物理量;
②所有物理量的单位都应采用国际单位制。其中,“U”为电压,单位:伏(V);“I”为电流,单位:安(A);“t”为时间,单位:秒(s);“W”为电功,单位:焦(J)。
3. 电功的单位:
3.1 在国际单位制中,电功的单位是焦耳(J)。
3.2 常用电功单位是千瓦时,俗称“度”。其中,1度=1千瓦时=3.6×10ⁿ焦(n=6)。
4. 电功的测量:
4.1 测量用电器消耗电能(电功)的仪表是电能表。电能表计数器上前后两次示数的差,即为这段时间内用电的度数。
4.2 注意电能表示数的最后一位是小数点后面的一位。
4.3 电能表的主要技术参数包括:额定电压、电流规格以及每千瓦时转数。
5. 电功与电阻的关系(与串联分压、并联分流类似):
5.1 根据导出公式W=I²Rt,在串联电路中,相同时间内,电流通过各电阻所做的功与其阻值成正比,即W1/W2=R1/R2。
5.2 根据导出公式W=U²t/R,在并联电路中,相同时间内,电流通过各电阻所做的功与其阻值成反比,即W1/W2=R2/R1。
