第八章:电功率
第一节:电能
1、能的转化:
⑴发电过程和用电过程都是能的转化,发电机在工作时把各种形式的能转化为电能,而在用电过程中,则是电能转化其它各形式的能
⑵电流做功的过程就是消耗电能转化成其他形式的能的过程。
有多少电能转化为其他形式的能,我们就说电流做了多少功。
2、电能表:电能表:安装在干路上“遵循1、3进2、4出的接线原则”。
3、电功:
⑴定义:电流所做的功
⑵电流做功的过程,实际上是实际就是电能转化为其他形式的能的过程,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能
⑶公式:W=UIt=UQ 式中:U为电压,I为电流,t为时间,Q为t时间内通过导体的电量
⑷单位:焦耳,用J表示。
另一个单位:KWh 换算关系:
1KWh=3.6×106J
⑸测量仪器:电能表。
读数时,电能表计数器上前后两次读数之差,即为这段时间内电路上消耗的电能量,计数器上的最后一位数字是小数点后的第一位数字,单位:KWh
4、电功率:
⑴定义:电流在单位时间内所作的功
⑵物理意义:表示物体做功快慢的物理量
⑶公式:P=W/t=UI,单位:瓦特,简称瓦。
换算关系:1KW=1000W⑷若电路为纯电阻型电路,公式可变形为P=I2R=U2/R
☆注意,这两个导出公式仅适用于纯电阻电路
⑸额定功率和实际功率:
①用电器在额定电压下正常工作时的功率叫额定功率,此时的电压和电流分别叫做额定电压和额定电流。
②用电器在实际电压下工作时的功率叫实际功率,此时用电器两端的电压、电流分别叫做实际电压、实际电流。
③例如小灯泡的亮度是由实际功率决定的
④用电器正常工作时的电压叫额定电压,此时通过的电流叫额定电流,用电器上表明的电压值就是额定电压。
⑤实际功率随着用电器两端的电压的变化而变化,只有当实际电压等于额定电压时,它的实际功率才等于额定功率,用电器才能正常工作
5、串、并联电路中的电功率
⑴对于串联电路:P总=U总I=(U1+U2+…)I=P1+P2+…
⑵对于并联电路;P总=UI总=U(I1+I2+I3+…)=P1+P2+P3+…
⑶根据以上分析:对于串、并联电路中消耗的总功率,等于各用电器上所消耗的功率之和
⑷对于纯电阻电路,
①在串联电路中:各用电器上消耗的功率之比等于各用电器的电阻之比
②在并联电路中:各用电器上消耗的功率之比等于各用电器的电阻倒数之比
第三节:测量小灯泡的电功率
6、测量分析:
⑴根据题意,要测算电冰箱的电功率可以采用电能表和秒表来完成,再根据P=W/t即可算出
⑵由于小灯泡的工作电压较低,不能用上述方法,但可以模拟“伏安法测小灯泡的电阻”的方法在实验室进行。
用电压表测出小灯泡两端的电压,用电流表测出通过小灯泡的电流,再根据公式算出。
⑶学会用试触法选择测量电流和电压时各仪表的量程。
第四节:电与热
7、电流的三个效应:
⑴热效应:电流通过任何导体时都会放出热量产生热效应。
⑵磁效应:电流通过导体时,导体周围产生磁场。
⑶化学效应:电流通过酸、碱、盐溶液时会起化学变化。
8、电流的热效应:
⑴焦耳定律:电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比
⑵公式:Q=I2Rt
⑶公式中的各物理量是针对同一段电路或同一导体而言的,若电路为纯电阻型电路,则可变形为Q=UIt=U2t/R 还有Q=Pt
⑷电功W与电热Q之间的关系:
①电功W表示有多少电能发生了转化,就说电流做了多少功,它的计算公式W=UIt;电热Q表示电流通过导体时要产生热,产生的热量Q=I2Rt
②对于纯电阻电路,根据部分电路欧姆定律I=U/R,则W=Q= UIt=U2t/R= I2Rt。
即消耗的电能全部转化为热
③对于非纯电阻电路,比如含有电动机的电路,因电能在发生转化时,除一部分转化为电热外,另一部分还转化为其它形式的能,因此,在非纯电阻电路中,电功大于电热。
求电功时只能用W=UIt,求电热时也只能用Q=I2Rt
第五节:电功率和安全用电
9、家庭电路电流过大的原因:⑴用电器的总功率过大,⑵发生短路
10、保险丝:
⑴特点:用铅锑合金制成,电阻率大,熔点低。
⑵保护形式:
①过电流保护,又叫限流保险丝。
如平常用的保险丝
②温度保险丝:防止发热电器或易发热电器温度过高而进行保护。
如电吹风、电熨斗、电饭锅、电炉、变压器、电动机等。
第六节:生活用电常识
11、家庭用电
⑴家庭电路的组成:进户线、电能表、闸刀开关、保险丝、插座、电灯、开关
①进户线由“火线”和“零线”组成,“火线”和“零线”之间的电压是220伏
②电能表:安装在干路上。
根据电能表名牌上表示的额定电压U额和允许通过的最大电流I,可估算出电路中允许使用的最大功率:P=U额.I
⑵闸刀的连接:闸刀不动触头与电源线相连
⑶熔断丝(保险盒):接在火线上。
选择熔丝,应使它的额定电流等于或稍大于电路中最大
工作电流。
①熔丝的作用:当电路中的电流超过规定值时,能自动熔断,切断电路,起到保护电路的作用。
②造成电路中电流过大的原因有两个:一是电路中用电器的总功率过大;二是电路中某处发生短路
③检查断路的方法:ⅰ、检查灯泡灯丝是否已断;ⅱ、闸刀开关、电能表、熔断器等处的连接导线是否断开;ⅲ、用试电笔测试插座,若发现插座的孔都能使氖管发光,则是零线断了。
⑷插座:二孔:左“零”右“火”;三孔:左“零”右“火”上接“地”
⑸白炽电灯:卡口和螺丝口两种。
常用的是螺丝口的,连入电路时螺丝口灯座的螺旋套只能接在零线上
⑹测电笔:①构造:笔尖金属体、电阻、氖管、弹簧、和金属体笔尾,②作用:辨别火线和零线
⑺安全用电:
①触电:人体触及带电体时,有电流通过人体的现象
②触电方式:单线触电:火线→人体→大地;双线触电:火线→人体→零线
③高压触电:☆高压电弧触电:人体靠近高压带电体和人体间发生放电现象,击穿空气形成电弧,有强电流通过人体而造成的触电事故☆跨步电压触电:高压输电线落在地上,地面上与电线断头距离不同的点之间存在着电压,人迈步时有强电流通过人体造成的触电事故
④不高于36伏的电压称为安全电压
⑤安全用电的原则:不接触低压带电体;不靠近高压带电体;不弄湿用电器;不损坏绝缘体
⑥发现有人触电:不能直接去拉触电的人,应先切断电源,或用干燥的木棍、竹竿将电线挑开,使触电人迅速脱离电源。
发生火灾时要首先切断电源,绝不要带电泼水救火。
12、日光灯的发光原理:
与白炽灯发光原理不同,荧光灯是利用气体放电原理制成的,通电后,由于启辉器和镇流器的作用,使灯管中气体导电,大量的电子碰撞水银蒸汽分子,发出紫外线,紫外线并不可见,但荧光灯管壁上涂有荧光物质,紫外线使荧光物质发出光束。
在荧光灯的发光过程中,热量的产生很少,它发出的是冷光,这使得荧光灯的发光效率大大提高,比白炽灯更省电。
不同的荧光物质可以发出不同颜色的光。
若选择适当的荧光物质,发出的光就跟日光接近,这就是通常说的日光灯。