焦耳定律.ppt
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第五节焦耳定律,第二章恒定电流,一、电功和电功率,如图一段电路两端的电压为U,通过的电流为I,在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量,则电场力做功即:
静电力对电荷做功,电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式的能,1电功:
在一段电路中电场力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称为电功,电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积,在国际单位制中电功的单位是焦(J),常用单位有千瓦时(kWh).,1kWh3.6106J,2电功率:
单位时间内电流所做的功,()一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积,()电功率表示电流做功的快慢,()单位:
在国际单位制中是瓦(W),常用单位还有毫瓦(mW),千瓦(kW),1kW103W106mW=10-3MW,额定功率和实际功率:
用电器铭牌上所标称的功率是额定功率,用电器在实际电压下工作的功率是实际功率用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率,几种常见家用电器的额定功率,二、电功率和热功率,1电流做功的过程,是电能转化为其他形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化学能;电热器把电能转化为热能,在真空中,电场力对电荷做正功时,减少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,把定向移动的动能传给离子,使离子热运动加剧,将电能完全转化为内能,2焦耳定律:
电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积,焦耳定律适用于纯电阻电路,也适用于非纯电阻电路,纯电阻电路:
只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件,非纯电阻电路:
电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路,热功率:
单位时间内导体的发热功率叫做热功率热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积,纯电阻电路:
电能内能,QI2Rt,WUIt,=,I=U/R,M,非纯电阻电路:
电能内能+其它形式的能,W,W内+Q,Q,UIt,I2Rt,IU/R,说明:
欧姆定律不适用于非纯电阻电路!
指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!
指转化为内能的那部分电能!
纯电阻电路:
非纯电阻电路:
电能内能,电能内能+其它形式的能,QI2Rt,WUIt,=,I=U/R,电功=电热,:
W=Q,=UIt,=I2Rt,=U2t/R,电功率=热功率:
P=P热=UI=I2R=U2/R,M,W,W内+Q,Q,UIt,I2Rt,IU/R,电功:
W=UIt,电热:
Q=I2Rt,电功率:
P=UI,热功率:
P热=I2R,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压和通过的电流强度的乘积;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流强度的平方和这段电路电阻的乘积
(2)联系:
对纯电阻电路,电功率等于热功率;对非纯电阻电路,电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和,I额=P额/U额=1000/220A4.5A,例1:
规格为“220V,1000W”的电炉,求:
1.电炉正常工作时,通过电阻丝的电流2.电炉的电阻,2.电炉的电阻:
R=U额2/P额=2202/1000,解:
1.由P=UI知,电炉正常工作时:
=48.4,某一电动机,当电压U1=10V时带不动负载,因此不转动,这时电流为I1=2A。
当电压为U2=36V时能带动负载正常运转,这时电流为I2=1A。
求这时电动机的机械功率是多大?
这个电阻可认为是不变的。
电动机正常转动时,,P电=P热+P机,UI=I2R+P机,36=5+P机,所以机械功率P机=31W,解:
电动机不转时可视为为纯电阻,由欧姆定律得,,带不动或卡住:
电能内能,运转:
M,电能机械能+内能,例2:
对计算任何用电器的电功率都适用的公式是(),解析:
电功率计算的普通公式为,用电器有的是纯电阻用电器(例电炉、电烙铁等)有的是非纯电阻用电器(例电动机、电解槽等),只有是在纯电阻用电器的前提下,才可由改写电功率的表达式,所以,正确选项为C、D,1、一个电炉额定电压为220V,额定功率为800W,如果接入110V电路中,实际消耗的功率为多大?
2、下图所示的电路中,三电阻串联,其阻值R1=2,R=3,R=6,电路总电压为U,各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3,则P1:
P2:
P3等于()A2:
3:
6B6:
3:
2C1:
2:
3D3:
2:
1,在串联电路中,功率跟电阻成正比。
3、右图所示的电路中,三电阻并联,其阻值R1=2,R=3,R=6,干路电流为I,各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3,则P1:
P2:
P3等于()A2:
3:
6B6:
3:
2C1:
2:
3D3:
2:
1,在并联电路中,功率跟电阻成反比。
4、在电阻上除了标明电阻值,还标明额定功率值,这是它工作时允许消耗的最大功率,超过这个功率,电阻器就会被烧坏。
现有一个“1004W”的电阻器,允许通过这个电阻器的最大电流为多大?
允许加在这个电阻器两端的电压为多大?
5、有人用一个“100,4W”的电阻和一个“12.5,8W”的电阻串联,作为112.5电阻使用,则该112.5电阻允许通过的最大电流为_;能承受的最大电压为_;额定功率为W。
5、如图所示,两只灯泡L1、L2分别标有“110V,60W”和“110V,100W”字样,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220V的电路中,要求两灯泡都正常发光,并使整个电路消耗的总功率最小,应使用下面哪个电路?
L1,L2,L1,L1,L1,L2,L2,L2,小结:
电功,电功率,热功率,焦耳热,
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