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第一章 直流电路 第一章 直流电路 §1-4 电功和电功率 一、电功 电流做功，本质上是把电能转化为其它形式的能的过程。 例如：电流通过电机做功 电流通过电炉做功 电流通过灯泡做功 电流通过电解槽做功 §1-4 电功和电功率 电流所做的功，简称电功（即电能），用字母W表示。 W = UIt 式中W—电功，单位焦耳，J U—电压，单位伏特，V I—电流，单位安倍，A t—时间，单位秒，S 鼓励同学们讨论电功公式的其它形式 §1-4 电功和电功率 1. §1-4 电功和电功率 1 kW·h = 3.6×106 J 电功的另一个常用单位是千瓦时（kW·h）,即通常所说的1度电，它和焦耳的换算关系为 用来测量电路消耗电能的仪表称为电能表。 电能表 a）机械式 b）电子式 c）预付费式 二、电功率 电流在单位时间内所作的功称为电功率，用字母P表示，单位为瓦特（W）。 对于纯电阻电路，上式还可以写为 或 3.一台电动机的线圈电阻为0.5Ω，工作时的额定电压为220V，通过的电流为4A，当它工作30min，求： （1）电动机的额定功率； （2）电流通过电动机做的功； （3）电动机发热消耗的功； （4）有多少电能转换为机械能？ 三、电流的热效应 电流通过导体时使导体发热的现象称为电流的热效应。电流与它流过导体时所产生的热量之间的关系可用下式表示： Q = I2Rt Q的单位是J，这种热也称焦耳热。 如果是纯电阻电路，则电流所做的功与产生的热量相等，即电能全部转换为电路的热能。 如果是非纯电阻电路，例如电路中有电动机、电解槽等负载，电能除部分转化为热能外，还有一部分要转换为机械能、化学能等。 机械能 电 能 发电机 电动机 化学能 电 能 干电池、蓄电池、燃料电池 电解、电镀、电铸 四、负载的额定值 电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压和最大功率分别称为它们的额定电流、额定电压和额定功率。 电气设备在额定功率下的工作状态称为额定工作状态，也称满载。 低于额定功率的工作状态称为轻载。 高于额定功率的工作状态称为过载或超载。由于过载很容易烧坏用电器，所以一般不允许出现过载。 五、负载获得最大功率的条件 在什么情况下，负载才能获得最大功率？ 总功率 电源内阻消耗的功率 外接负载获得的功率 设电源电动势为E，内阻为r，负载为纯电阻R，则有 利用（R+r）2 = （R－r）2+4Rr，上式可写成 当R = r 时，上式分母值最小，P值最大，所以负载获得最大功率的条件是：负载电阻与电源的内阻相等，即R=r，这时负载获得的最大功率为 由于负载获得最大功率也就是电源输出最大功率，因而这一条件也是电源输出最大功率的条件。 第一章 直流电路 第一章 直流电路