電學(xué)功率基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)

功率的基本概念功率是描述做功快慢的物理量，在電學(xué)中同樣如此。其定義為單位時(shí)間內(nèi)所做的電功，用符號(hào)\(P\)表示，國際單位是瓦特，簡稱瓦，符號(hào)為\(W\)。功率的大小反映了用電器消耗電能的快慢程度。例如，一個(gè)\(100W\)的燈泡和一個(gè)\(25W\)的燈泡相比，\(100W\)的燈泡在相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能更多，發(fā)光更亮，說明它消耗電能的速度更快。電功率的計(jì)算公式1.定義式：\(P=\frac{W}{t}\)，其中\(zhòng)(P\)是電功率，\(W\)是電功，\(t\)是時(shí)間。這個(gè)公式從功率的定義出發(fā)，通過電功和時(shí)間來計(jì)算電功率。例如，一個(gè)用電器在\(5\)秒內(nèi)消耗了\(100J\)的電能，那么它的電功率\(P=\frac{100J}{5s}=20W\)。2.計(jì)算式：\(P=UI\)，這是由歐姆定律和電功公式推導(dǎo)得出的。\(U\)表示用電器兩端的電壓，\(I\)表示通過用電器的電流。在已知用電器兩端電壓和通過電流時(shí)，可直接用此公式計(jì)算電功率。例如，某電阻兩端電壓為\(6V\)，通過的電流為\(2A\)，則其電功率\(P=UI=6V×2A=12W\)。3.對于純電阻電路（電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路）：還可以根據(jù)歐姆定律\(I=\frac{U}{R}\)（\(R\)為電阻）對\(P=UI\)進(jìn)行變形。將\(U=IR\)代入\(P=UI\)可得\(P=I^{2}R\)；將\(I=\frac{U}{R}\)變形為\(R=\frac{U}{I}\)，再代入\(P=UI\)得到\(P=\frac{U^{2}}{R}\)。這兩個(gè)公式在純電阻電路計(jì)算中非常實(shí)用。比如已知電阻\(R=10\Omega\)，通過的電流\(I=3A\)，用\(P=I^{2}R\)可算出電功率\(P=(3A)^{2}×10\Omega=90W\)；若已知電阻兩端電壓\(U=20V\)，電阻\(R=5\Omega\)，用\(P=\frac{U^{2}}{R}\)可得\(P=\frac{(20V)^{2}}{5\Omega}=80W\)。額定功率與實(shí)際功率1.額定功率：用電器在額定電壓下工作時(shí)的電功率，是用電器正常工作的功率。每個(gè)用電器都有一個(gè)額定功率值，通常會(huì)標(biāo)注在用電器的銘牌上。例如，一個(gè)標(biāo)有“\(220V100W\)”的燈泡，“\(220V\)”是額定電壓，“\(100W\)”就是額定功率，表示該燈泡在\(220V\)電壓下正常工作時(shí)的功率為\(100W\)。2.實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的電功率。實(shí)際功率會(huì)隨著實(shí)際電壓的變化而變化。當(dāng)實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)，實(shí)際功率等于額定功率，用電器正常工作；當(dāng)實(shí)際電壓高于額定電壓時(shí)，實(shí)際功率大于額定功率，用電器可能會(huì)損壞；當(dāng)實(shí)際電壓低于額定電壓時(shí)，實(shí)際功率小于額定功率，用電器不能正常工作。例如，上述“\(220V100W\)”的燈泡，若實(shí)際電壓為\(110V\)，根據(jù)\(P=\frac{U^{2}}{R}\)，先算出燈泡電阻\(R=\frac{U_{額}^{2}}{P_{額}}=\frac{(220V)^{2}}{100W}=484\Omega\)，再計(jì)算實(shí)際功率\(P_{實(shí)}=\frac{U_{實(shí)}^{2}}{R}=\frac{(110V)^{2}}{484\Omega}=25W\)，此時(shí)燈泡較暗，不能正常發(fā)光。電功率與生活用電1.家庭電路中總功率計(jì)算：家庭電路中各用電器是并聯(lián)的，所以家庭電路的總功率等于各用電器功率之和，即\(P_{總}=P_{1}+P_{2}+P_{3}+\cdots\)。例如，家中有一個(gè)\(1000W\)的電熱水器、一個(gè)\(200W\)的電視機(jī)和一個(gè)\(800W\)的微波爐同時(shí)工作，那么家庭電路此時(shí)的總功率\(P_{總}=1000W+200W+800W=2000W\)。2.電能表與電功率：電能表是測量家庭電路中消耗電能多少的儀表，其銘牌上標(biāo)有一些參數(shù)，如“\(220V\)\(10(20)A\)”，其中\(zhòng)(220V\)是額定電壓，\(10A\)是正常工作的最大電流，\(20A\)是短時(shí)間內(nèi)允許通過的最大電流。家庭電路中用電器的總功率\(P=UI\)，由\(I\)的限制可知家庭電路中能同時(shí)使用的用電器總功率是有限的。若電能表標(biāo)有“\(220V\)\(10A\)”，則家庭電路中允許同時(shí)使用的用電器最大總功率\(P=UI=220V×10A=2200W\)。3.電功率與安全用電：當(dāng)家庭電路中同時(shí)使用的用電器總功率過大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電路中的電流過大，根據(jù)焦耳定律\(Q=I^{2}Rt\)（\(Q\)是電流產(chǎn)生的熱量），導(dǎo)線會(huì)