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文檔簡(jiǎn)介

1、電功率的計(jì)算方法電功率是物理學(xué)名詞,電流在單位時(shí)間內(nèi)做的功叫做電功率。那么,電功率的計(jì)算方法是怎樣的?是用來(lái)表示消耗電能的快慢的物理量,用P表示,它的單位是瓦特(Watt),簡(jiǎn)稱(chēng)"瓦",符號(hào)是W。作為表示電流做功快慢的物理量,一個(gè)用電器功率的大小數(shù)值上等于它在1秒內(nèi)所消耗的電能。如果在"t"(SI單位為s)這么長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)消耗的電能“W”(SI單位為J),那么這個(gè)用電器的電功率就是P=W/t(定義式)電功率等于導(dǎo)體兩端電壓與通過(guò)導(dǎo)體電流的乘積。(P=U·I)。對(duì)于純電阻電路,計(jì)算電功率還可以用公式P=I2*R和P=U2 /R。每個(gè)用電器都有一個(gè)正

2、常工作的電壓值叫額定電壓,用電器在額定電壓下正常工作的功率叫做額定功率,用電器在實(shí)際電壓下工作的功率叫做實(shí)際功率。串聯(lián)電路P(電功率)U(電壓)I(電流)W(電功)R(電阻)t(時(shí)間)電流處處相等 I1=I2=I總(電流處處相等且等于總電流)總電壓等于各用電器兩端電壓之和 U總=U1+U2(總電壓等于各部分電壓之和)總電阻等于各電阻之和 R總=R1+R2總電功等于各電功之和 W總=W1+W2.+Wx分壓原理 U1:U2=R1:R2 =P1:P2串聯(lián)電路比例關(guān)系W1:W2=R1:R2=U1:U2 =P1:P2=Q1:Q2總功率等于各功率之和 P總=P1+P2.+Px 或U2/R1+R2.+Rx電

3、流與電功率和電壓之間的關(guān)系:I=P/U額定功率比實(shí)際功率等于額定電壓比實(shí)際電壓的平方 Pe/Ps=(Ue/Us)的平方并聯(lián)電路總電流等于各支路電流之和 I總=I1+I2各處電壓相等 U1=U2=U總總電阻等于各電阻之積 :各電阻之和 R總=(R1*R2)/(R1+R2) 1/R=1/R1+1/R2總電功等于各電功之和 W總=W1+W2+.+Wx分流原理 I1:I2=R2:R1=W1:W2=P1:P2總功率等于各功率之和 P總=P1+P2 或U2/R總并聯(lián)電路比例關(guān)系I1:I2=P1:P2=R2:R1總功率等于各功率之和 P總=P1+P2 或U2/R總電流的求法:I=P/U同一用電器的

4、電功率W1:W2=R2:R1=I1:I2 =P1:P2=Q1:Q2電壓相同時(shí),越串聯(lián)總功率越小,越并聯(lián)總功率越大推導(dǎo):當(dāng)電路中只有一個(gè)電阻時(shí),總功率為P總=U2/R當(dāng)電路中有兩電阻并聯(lián)或串聯(lián)時(shí),設(shè)電阻相等。則兩電路總功率分別為并聯(lián)時(shí)P總=U2(R1+R2)/R1*R2串聯(lián)時(shí)P總=U2/R總(串聯(lián)R總=各電阻阻值之和)當(dāng)電路中電壓相同時(shí),因?yàn)镽1+R2(串聯(lián)總電阻)>R(單個(gè)電阻)>R總(并聯(lián)總電阻)所以P并>P單個(gè)電阻>P串這時(shí),還有另一個(gè)結(jié)論。電壓相同,串聯(lián)時(shí)功率小的燈泡亮,并聯(lián)時(shí)功率大的燈泡亮。計(jì)算公式1. P=W/t 主要適用于已知電能和時(shí)間求功率2. P=UI

5、主要適用于已知電壓和電流求功率3. P=U2/R =I2R主要適用于純電阻電路一般用于并聯(lián)電路或電壓和電阻中有一個(gè)變量求解電功率4.P=I2R 主要用于純電阻電路一般用于串聯(lián)電路或電流和電阻中有一個(gè)變量求解電功率5.P=n/Nt 主要適用于有電能表和鐘表求解電功率t-用電器單獨(dú)工作的時(shí)間,單位為小時(shí)n-用電器單獨(dú)工作 t 時(shí)間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)N-電能表銘牌上每消耗 1 千瓦時(shí)電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)6.功率的比例關(guān)系串聯(lián)電路:P/P'=R/R' P總=P'*P''/P'+P"并聯(lián)電路:P/P'=R'/R P總=P

6、9;+P"計(jì)算電阻 R電阻等于材料電阻率乘以(長(zhǎng)度除以橫截面積) R=×(L/S)電阻等于電壓除以電流 R=U/I電阻等于電壓平方除以電功率 R=U2;/P電阻:R=U2/P電功是 W電功等于電流乘電壓乘時(shí)間 W=UIt(普通公式)電功等于電功率乘以時(shí)間 W=Pt電功等于電荷乘電壓 W=UQ電功等于電流平方乘電阻乘時(shí)間 W=I2Rt(純電阻電路)電功等于電壓平方除以電阻再乘以時(shí)間 W=(U2/R)×t(同上)電功率P電功率等于電壓乘以電流 P=UI電功率等于電流平方乘以電阻 P=I2*R(純電阻電路,多用于串聯(lián)電路)電功率等于電壓平方除以電阻 P=U2/R(純電阻

7、電路,多用于并聯(lián)電路)電功率等于電功除以時(shí)間 P=W/t5.電功率P=UI注:當(dāng)相同的電阻在同一電路中時(shí),功率會(huì)變成之前的四分之一。電熱Q電熱等于電流平方乘電阻乘時(shí)間 Q=I2Rt(普通公式)電熱等于電流乘以電壓乘時(shí)間 Q=UIt=W(純電阻電路)電熱等于電壓平方除以電阻再乘以時(shí)間Q=(U2/R)t(純電阻電路)電熱在一般情況下是等于消耗的電能的,前提條件是在純電阻的用電器中。所有公式計(jì)算公式串聯(lián)電路P(電功率)U(電壓)I(電流)W(電功)R(電阻)T(時(shí)間)電流處處相等 I1=I2=I 總總電壓等于各用電器兩端電壓之和 U=U1+U2總電阻等于各電阻之和 R=R1+R2分壓公式: U1:U

8、2=R1:R2總電功等于各電功之和 W=W1+W2 W1:W2=R1:R2=U1:U2 P1:P2=R1:R2=U1:U2總功率等于各功率之和 P=P1+P2并聯(lián)電路 總電流等于各處電流之和 I=I1+I2各處電壓相等 U=U1=U2總電阻等于各電阻之積除以各電阻之和 R=R1·R2/(R1+R2)總電功等于各電功之和 W=W1+W2分流公式 I1:I2=R2:R1 W1:W2=I1:I2=R2:R1 P1:P2=R2:R1=I1:I2總功率等于各功率之和 P=P1+P2同一用電器的電功率額定功率比實(shí)際功率等于額定電壓比實(shí)際電壓的平方 Pe/Ps=(Ue/Us)的平方有關(guān)電路的公式電

9、阻R公式R=l÷S(橫截面積)材料 l長(zhǎng)度 S面積 有時(shí)還與溫度有關(guān)電阻等于材料電阻率乘以(長(zhǎng)度除以橫截面積) R=電阻率×(L÷S)電阻等于電壓除以電流 R=U/I電阻等于電壓平方除以電功率 R=U2/P電功W 電功等于電流乘電壓乘時(shí)間W=U·I·T(普式公式,可用于非純電阻電路)電功等于電功率乘以時(shí)間W=P·T 電功等于電荷乘電壓;電功等于電流平方乘電阻乘時(shí)間W=I×I·R·T(純電阻電路)電功等于電壓平方除以電阻再乘以時(shí)間 W=U2/R×T(同上)電功率P電功率等于電壓乘以電流 P=U&#

10、183;I電功率等于電流平方乘以電阻 P=I2·R(純電阻電路)電功率等于電壓平方除以電阻 P=U2/R(同上)電功率等于電功除以時(shí)間 P=W/T電熱Q電熱等于電流平方乘電阻乘時(shí)間 Q=I2R·t(通用公式,可用于非純電阻電路)電熱等于電流乘以電壓乘時(shí)間 Q=U·I·T=W(純電阻電路)計(jì)算公式我們知道功率的計(jì)算公式是  ,電功率也可以式計(jì)算。另外,此公式還可以按以下步驟變?yōu)椋篧=Pt=IUt兩種公式都可使用,但必須注意條件。(P:電功率;W:電功;t:時(shí)間;U:電壓;I:電流)正弦交流電功率計(jì)算公式編輯正弦交流電無(wú)功功率計(jì)算公式:&

11、#160;正弦電路無(wú)功功率計(jì)算公式: 正弦電流電路中的有功功率、無(wú)功功率、和視在功率三者之間是一個(gè)直角三角形的關(guān)系:當(dāng)負(fù)載為純電阻時(shí),下式成立:  此時(shí),直流電功率計(jì)算公式同樣適用于正弦交流電路。焦耳定律電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q,跟電流I的平方成正比。跟通電時(shí)間t成正比。Q=I2Rt=UIt=U2t/R1KWh=3.6*106J純電阻,也就是說(shuō)電能全部轉(zhuǎn)換為內(nèi)能(熱能)的情況下,叫做純電阻。例如:(默認(rèn)為純電阻)電飯煲 電熱水壺 電熨斗等。但是電吹風(fēng)機(jī)就不是了,因?yàn)榇碉L(fēng)機(jī)的主要工作元件是一個(gè)電動(dòng)機(jī),絕大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(在不吹熱風(fēng)的前提下),屬于非純電阻電路。

12、所以,在純電阻的情況下(電能全部轉(zhuǎn)換為內(nèi)能“熱能”)電熱正好等于電功。 焦耳定律公式: Q=I2;Rt 推導(dǎo)公式為:Q=W=Pt=UIt=I2Rt=U2t/R電動(dòng)機(jī)電路中,求轉(zhuǎn)化內(nèi)能的公式Q=I2Rt求總功的公式只能用W總=UIt求機(jī)械能做工可以用Q=W總 Q內(nèi)能也可以根據(jù)上面公式推導(dǎo)出 W機(jī)械=UIt 一 I2;Rt電功率比電功:電流所做的功叫做電功.常用電器電器名稱(chēng) 一般電功率(瓦) 估計(jì)用電量(千瓦時(shí))窗式空調(diào)機(jī)800-1300 最高每小時(shí)0.8-1.3窗式空調(diào)機(jī)(一匹) 約735 每匹 每小時(shí)0.735(其他匹數(shù)按此標(biāo)準(zhǔn)倍數(shù)計(jì)算)家用電冰箱65-130 大約每日0.65-1.

13、73家用洗衣機(jī)單缸230 最高每小時(shí)0.23雙缸380 最高每小時(shí)0.38電水壺1200 每小時(shí)1.2電飯煲500 每20分鐘0.16電熨斗750 每20分鐘0.25理發(fā)吹風(fēng)器450 每5分鐘0.04吊扇大型150 每小時(shí)0.15小型75 每小時(shí)0.08臺(tái)扇16寸 66 每小時(shí)0.07電視機(jī)14寸52 每小時(shí)0.05電視機(jī)21寸70 每小時(shí)0.07電視機(jī)25寸100 每小時(shí)0.1錄像機(jī)80 每小時(shí)0.08音響器材100 每小時(shí)0.1電暖氣1600-2000 最高每小時(shí)1.6-2.0電子表0.00001 每小時(shí) 0.00000001抽油煙機(jī)140 每小時(shí)0.14微波爐1000 每小時(shí)1度電吸塵器

14、800 每小時(shí)0.8電子計(jì)算機(jī)(電腦) 200 每小時(shí)0.2手電筒0.5 每小時(shí)0.0005計(jì)算器約0.5mW用電器實(shí)際功率和額定功率的關(guān)系當(dāng)U實(shí)際=U額定時(shí),P實(shí)際=P額定,用電器處于正常工作狀態(tài)當(dāng)U實(shí)際<U額定時(shí),P實(shí)際<P 額定,用電器不能正常工作當(dāng)U實(shí)際>U額定時(shí),P實(shí)際>P額定,用電器壽命減短,且容易燒壞。課外知識(shí)(1)電燈泡上看銘牌:電燈泡上常標(biāo)有“PZ220-25”字樣,"PZ"表示拼音“普照”即普通照明,220表示額定電壓是220V,25表示額定功率是25W(按實(shí)際功率定)。我們使用各種用電器一定要注意它的額定電壓,只有在額定電壓下用

15、電器才能正常工作。實(shí)際電壓偏低,用電器消耗的功率低,不能正常工作,燈泡亮度較暗。實(shí)際電壓偏高,實(shí)際功率就要大,長(zhǎng)期使用會(huì)影響用電器的壽命,還可能燒壞用電器。PZ是普通照明燈泡中“普”和“照”的漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母,表示燈泡的型號(hào)。小燈泡的電功率(2)“千瓦時(shí)”的來(lái)歷:前面我們?cè)?jīng)提到“千瓦時(shí)”這個(gè)單位,此時(shí)此刻可以知道它的由來(lái)了。由于功率等于1秒內(nèi)所消耗的能,也就是P=W/t,把這個(gè)式子變形后得到W=Pt。W就是t這段時(shí)間用電器消耗的電能,式中W、P、t依舊是焦、瓦、秒。例題:將“220V 40W" "220V 60W”的兩燈串聯(lián)接入家庭電路上,求他們的實(shí)際功率.應(yīng)先求出通

16、過(guò)的電流和燈的電阻R1=U2/P=220V*220V/40W=1210歐姆R2=U2/P=220V*220V/60W=806.67歐姆所以通過(guò)電流為 I=U/(R1+R2)=220V/(1210歐姆+806.67歐姆)=0.109A所以實(shí)際功率為P1=I2*R1=0.109A*0.109A*1210歐姆=14.4WP2=I2*R2=0.109A*0.109A*806.67歐姆=9.6W計(jì)算公式P=UI(P=電功率,U=電壓,I=電流)決定式=W/t(W=電能 t=時(shí)間)=U2/R(U=電壓R=電阻)=(I2)×R(I=電流R=電阻)我們知道電壓其實(shí)通俗的講就是一個(gè)單位的電荷從A點(diǎn)到B

17、點(diǎn)所做的電荷量如果兩者一乘那么這個(gè)概念便成了一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)被測(cè)導(dǎo)體AB的電荷量從A點(diǎn)到B點(diǎn)所做的功,功率就是一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)一個(gè)物體從A點(diǎn)到B點(diǎn)所做的功電功率則不是一個(gè)物體,而是通過(guò)測(cè)導(dǎo)體AB的電荷量,于是電功率的概念可以是在一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)被測(cè)導(dǎo)體AB的電荷量從A點(diǎn)到B點(diǎn)所做的功就是物理上所做的電流乘電壓。瞬時(shí)功率物理學(xué)中,電路在瞬時(shí)吸收的功率,稱(chēng)為瞬時(shí)功率。以小寫(xiě)字母p 表示,其大小等于瞬時(shí)電壓電流瞬時(shí)值的乘積,即p=ui。電阻元件的瞬時(shí)功率p=ui=UI(1-Cos2t), F*s*cos/t = F*v*cos。其中v是瞬時(shí)速度,W是功,s是位移,是力與位移或速度的夾角。在正弦穩(wěn)態(tài)

18、電路中我們知道P(t)=u(t)*i(t)。在這里都是瞬時(shí)值,其中u(t)和i(t)是用正弦表示的函數(shù)。設(shè)正弦交流電路的總電壓u與總電流i的相位差(即阻抗角)為 j,則電壓與電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為u = Umsin(wt+ j),i = Imsin(wt)瞬時(shí)功率為p = ui = UmImsin(wt+ j)sin(wt)利用三角函數(shù)關(guān)系式sin(wt+ j) = sin(wt)cosj+ cos(wt)sinj可得式中 為電壓有效值, 為電流有效值。在運(yùn)動(dòng)學(xué)中F所做的功:W

19、=Fs力F的功率: P=W/t 由v=s/t得到功率的另一種求解公式P=Fv即力F的功率等于力F和物體運(yùn)動(dòng)速度v的乘積。由于v=s/t求出的是物體在時(shí)間t內(nèi)的平均速度。則P=Fv求出的是F在時(shí)間t內(nèi)的平均功率。如果t取得足夠小,則v就可以為某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。據(jù)P=Fv求出的就是F在該時(shí)刻的瞬時(shí)功率。電功率的計(jì)算公式,用電壓乘以電流,這個(gè)公式是電功率的定義式,永遠(yuǎn)正確,適用于任何情況。對(duì)于純電阻電路,如電阻絲、燈泡等,可以用“電流的平方乘以電阻”“電壓的平方除以電阻”的公式計(jì)算,這是由歐姆定律推導(dǎo)出來(lái)的。但對(duì)于非純電阻電路,如電動(dòng)機(jī)等,只能用“電壓乘以電流”這一公式,因?yàn)閷?duì)于電動(dòng)機(jī)等,歐姆定律并不適用,也就是說(shuō),電壓和電流不成正比。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生“反電動(dòng)勢(shì)”。例如,外電壓為8伏,電阻為2歐,反電動(dòng)勢(shì)為6伏,此時(shí)的電流是(86)/2=1(安),而不是4安。因此功率是8×1=8(瓦)。另外說(shuō)一句焦耳定律,就是電阻發(fā)熱的那個(gè)公式,發(fā)熱功率為“電流平方乘以電阻”,這也是永遠(yuǎn)正確的。還拿上面的例子來(lái)說(shuō),電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的功率是1×1×2=2(瓦),也就是說(shuō),電動(dòng)機(jī)的總功率為8瓦,發(fā)熱功率為2瓦,剩下的6瓦用于做機(jī)械功了。此電動(dòng)機(jī)的效率就是有用的6瓦除以總

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