第一章：電動(dòng)勢(shì)、電能和電功率

1、1.21.2.3 .3 電動(dòng)勢(shì)主講：張 傳 璽 我們已經(jīng)知道，形成電流的條件是導(dǎo)體兩端必須有電壓。發(fā)電機(jī)、電池等電源，都能夠在電路中產(chǎn)生和保持電壓，把它們連接到閉合電路中，就能在電路中形成電流。 電壓的產(chǎn)生可以有多種方式，但其本質(zhì)是一樣的，都是使不同極性的電荷分離。電荷分離（搬運(yùn)）是非靜電力對(duì)電荷做功的表現(xiàn)。而非靜電力做功的“能力”是以消耗其他形式的能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如電池是以消耗化學(xué)能，發(fā)電機(jī)是以消耗機(jī)械能，熱電偶原件是消耗熱能。非靜電力做的功越多，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能越多，電源的這種能力，用電動(dòng)勢(shì)來(lái)描述。電動(dòng)勢(shì)的定義電動(dòng)勢(shì)的定義1、定義：在電源內(nèi)部，非靜電力將正電荷從電源負(fù)在電源內(nèi)部，非

2、靜電力將正電荷從電源負(fù)極移到正極所做的功極移到正極所做的功 W與其電量與其電量 q 之比稱為電動(dòng)勢(shì)，之比稱為電動(dòng)勢(shì)，用用 E 表示。表示。 2、公式：3、單位：功的單位為J（焦耳），電荷的單位為C（庫(kù)倫），電動(dòng)勢(shì)的單位為V（伏特）。即 1V=1J/CqWEF非4、電動(dòng)勢(shì)的方向：電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定從電源負(fù)極（低電位）經(jīng)電源內(nèi)部指向正極（高電位）的方向-電位升電位、電動(dòng)勢(shì)和電壓的區(qū)別與聯(lián)系電位、電動(dòng)勢(shì)和電壓的區(qū)別與聯(lián)系1.2.4 1.2.4 電能和電功率電能和電功率1電能 我們選用電氣設(shè)備時(shí)都會(huì)考慮到其消耗電量的情況，在符合使用要求的情況下，盡量選擇耗電少的電器。那么，什么是電能？電能跟哪些因素有關(guān)

3、呢？（1）定義：當(dāng)電流通過(guò)負(fù)載將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能時(shí)，我們就說(shuō)電流做了功（稱為電功）。若導(dǎo)體兩端電壓為U，通過(guò)導(dǎo)體橫截面積的電荷量為q，電流做的功就是電路所消耗的電能。 W = q U = U I t W = q U = U I t（2）公式適用于純電阻負(fù)載tRURtIW22(3)單位單位：電能的單位為焦（J）。但在實(shí)際應(yīng)用中常以千瓦小時(shí)（kWh）（俗稱度）作為電能的單位。1千瓦時(shí)在數(shù)值上等于功率為1千瓦的用電器工作1小時(shí)所消耗的電能。 1度 = 1 kWh = 1000W3600s = 3.6106Ws = 3.6106 J（4）電能的測(cè)量：）電能的測(cè)量：電流做功的過(guò)程實(shí)際是電能轉(zhuǎn)換為其

4、他形式能的過(guò)程。電能可以直接測(cè)量，圖1-6所示為家用電能表及接線（俗稱電度表），它是記錄電路（用電設(shè)備）消耗電能的儀表。 圖圖1-5 電度表及接線電度表及接線 由圖1-5可見(jiàn)，電度表面板上計(jì)數(shù)器是用來(lái)記錄電能多少的。計(jì)數(shù)量顯示5個(gè)數(shù)字，最后一位是小數(shù)，其它分別是個(gè)位、十位、百位、千位。表面板上標(biāo)有“2500r/ kWh”字樣，是表示用電設(shè)備每消耗1kWh（1度）電能時(shí)，電度表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)2500轉(zhuǎn)。利用這一點(diǎn)，記錄下轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)和時(shí)間，也可粗略測(cè)出用電設(shè)備的功率。 2電功率電功率 在實(shí)際應(yīng)用中，考慮更多的是設(shè)備在一定時(shí)間內(nèi)所消耗的電能。（1）定義：用電設(shè)備單位時(shí)間里所消耗的電能叫做電功率，用字母P表

5、示。tWP （2）公式 或 P= U I (3)單位：在SI制中，電功率的單位是W（瓦特），常用單位有KW（千瓦） 換算關(guān)系：1KW=1000WRURIUItWP22 -適用于純電阻負(fù)載(4)電源的輸出功率：若在電源內(nèi)部，外力做功，使正電荷由低電位移向高電位，電流逆著電場(chǎng)方向流動(dòng)，將其他能量轉(zhuǎn)換為電能，其電功率為 P= E I （5）關(guān)于耗能原件與功能元件的判斷 若P0，元件是耗能，吸收能量（負(fù)載），若P0，元件是供能，發(fā)出能量（電源）。（6）額定功率和額定電壓 通常用電設(shè)備上都標(biāo)明它的電功率和電壓（稱為額定功率和額定電壓），以便正確使用。例如照明燈泡上就標(biāo)有“PZ220 - 60”的字樣，表

6、明這只普通照明燈泡使用在220V電壓下，其電功率為60W（其中的P和Z是“普”、“照”漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母）。【例1.1】一臺(tái)微波灶額定功率是900W，每度電的電費(fèi) 為0.56元，共計(jì)工作0.5小時(shí)，電費(fèi)為多少？ 解：彩電消耗的電能為 W = U I t= P t = 90010-30.5 kWh = 4.5 kWh 電費(fèi) = 4.50.56元 = 2.52元思思 考考電壓和電動(dòng)勢(shì)的含義（參考方向）電壓和電位的區(qū)別（電位是相對(duì)值 電壓是絕對(duì)值）電路中電位的計(jì)算（從某點(diǎn)出發(fā)，沿任選一條路徑“走”到參考點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的全部電位降的代數(shù)和）電源和負(fù)載的判別（應(yīng)用公式P=UI 若P0，元件是耗能，吸收能量（負(fù)載），若P0，元件是供能，發(fā)出能量（電源）。 注意應(yīng)用P=EI 計(jì)算是 若P0，發(fā)出能量（電源）。P0，吸收能量（負(fù)載）。） 關(guān)聯(lián)方向 如果選定的電流參考方向與電壓參考方向一致，即選定電流從電壓+極流向-極，則把電流和電壓的這種參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向，簡(jiǎn)稱參考方向。應(yīng)用公式計(jì)算時(shí)若是非關(guān)聯(lián)方向，在應(yīng)用公式是要在前加負(fù)號(hào)。李良河江蒙生屈祥俊張章潘