電功率教學(xué)課件第一章：電功與電功率基礎(chǔ)概念了解電功的基本概念電流做功的物理過程與計算方法掌握電功率的定義電功率公式及其物理意義學(xué)習(xí)實際應(yīng)用電功的物理意義能量轉(zhuǎn)化電功表示電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的多少這是能量守恒定律在電學(xué)中的體現(xiàn)實際應(yīng)用例如：電爐電流做了5000焦耳的功，轉(zhuǎn)化為5000焦耳的內(nèi)能電能→內(nèi)能（熱能）的完全轉(zhuǎn)化過程電功的測量單位焦耳（J）國際單位制中能量的基本單位1焦耳等于1牛頓力作用1米距離所做的功表示能量的多少，適用于各種形式的能量在實際生活中，我們也常用千瓦時（kWh）作為電能的計量單位焦耳是以英國物理學(xué)家詹姆斯·焦耳（JamesPrescottJoule）的名字命名的電功率的多種表達(dá)式在純電阻電路中：這三個公式是等價的，可根據(jù)已知條件選擇合適的公式這些公式說明電功率與電壓、電流、電阻之間的關(guān)系：電功率與電流的平方成正比電功率與電阻成正比（當(dāng)電流不變時）用電器銘牌示例1額定電壓通常為220V（中國標(biāo)準(zhǔn)家用電壓）表示設(shè)備正常工作所需的電壓2額定功率設(shè)備在正常工作狀態(tài)下的功率消耗單位為瓦特(W)或千瓦(kW)額定頻率通常為50Hz（中國標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)頻率）表示設(shè)備適用的交流電頻率生活中的電功率實例常見家用電器功率差異電器典型功率電冰箱200-400W空調(diào)1000-2500W電飯煲500-1000W電熱水器1500-3000WLED燈5-15W冰箱、空調(diào)等電器通常標(biāo)注額定功率和最大輸入功率，不同用電器功率差異大，直接影響電能消耗和電費支出例題1：電爐額定功率計算題目一個電爐接在電壓為220V的電源上，電流為3A，求：電爐的額定功率使用4小時消耗的電能（以kWh為單位）解答電爐的額定功率：4小時消耗的電能：例題1續(xù)：電壓變化時的功率變化計算電阻在額定狀態(tài)下：電壓降低時當(dāng)電壓降至110V時，電阻不變，計算新功率：功率變化功率從660W降低到約165W降低了約75%結(jié)論：電壓降低到原來的一半時，功率降低到原來的四分之一。這說明電功率與電壓的平方成正比。電壓變化對用電器的影響電壓過高時：功率增大，用電器發(fā)熱增加可能導(dǎo)致絕緣材料老化縮短用電器使用壽命嚴(yán)重時可能燒毀用電器電壓過低時：功率不足，用電器工作狀態(tài)異常電動機(jī)難以啟動或轉(zhuǎn)速降低燈泡亮度變暗電熱器加熱效率下降穩(wěn)定的電壓是電器正常工作的重要保障，現(xiàn)代家庭常使用穩(wěn)壓器保護(hù)貴重電器為什么用電高峰時燈光變暗？用電高峰現(xiàn)象晚間用電高峰期，家庭照明燈光常會變暗并聯(lián)用電原理并聯(lián)用電器增多，總電阻減小，主干線電流增大電壓降現(xiàn)象線路有內(nèi)阻，電流增大導(dǎo)致線路壓降增加功率變化家用電器兩端電壓降低，功率減小，燈光變暗電路中的串聯(lián)與并聯(lián)串聯(lián)電路特點各元件中電流相同電壓按照電阻大小分配總電阻等于各電阻之和并聯(lián)電路特點各元件兩端電壓相同電流按照電阻大小分配總電阻小于任意一個電阻例題2：串并聯(lián)電路功率計算題目：三個3V1A小燈泡，電源6V，電阻3Ω，如圖所示連接。計算不同開關(guān)狀態(tài)下，燈泡和電阻的功率。情況一S1閉合，S2斷開情況二S1斷開，S2閉合情況三S1、S2均閉合燈泡亮度變化的電路原理并聯(lián)用電器增多閉合更多開關(guān)，增加并聯(lián)燈泡數(shù)量等效電阻減小并聯(lián)電路總電阻減小，主線電流增大線路壓降增加線路內(nèi)阻導(dǎo)致主干線電壓下降燈泡亮度減弱燈泡兩端電壓降低，功率減小節(jié)日彩燈的電路設(shè)計彩燈串聯(lián)連接的問題傳統(tǒng)串聯(lián)彩燈中，一個燈泡損壞會導(dǎo)致整串燈不亮原因：串聯(lián)電路中一處斷開，整個電路斷開巧妙的電路設(shè)計現(xiàn)代彩燈采用特殊設(shè)計：每個燈泡并聯(lián)一個小電阻絲燈絲斷開時，電流通過電阻絲流過保證電路暢通，其他燈泡仍能發(fā)光這種設(shè)計兼顧了串聯(lián)電路的簡單性和并聯(lián)電路的可靠性，是電功率知識在生活中的巧妙應(yīng)用彩燈電路示意圖燈絲正常工作燈絲電阻較小，主要電流通過燈絲并聯(lián)電阻幾乎不通過電流，燈泡正常發(fā)光燈絲斷開燈絲形成開路，電流全部通過并聯(lián)電阻保證電路連通，其他燈泡繼續(xù)工作這種燈絲與電阻絲的串并聯(lián)組合電路是電功率應(yīng)用的典型例子，解決了傳統(tǒng)彩燈一燈壞全燈滅的問題彩燈斷燈不滅的原因分析物理分析當(dāng)一個燈泡的燈絲斷開后：電流通過并聯(lián)電阻絲，整體電路仍然連通電阻絲電阻值大于燈絲，總電阻增大總電流減小，其余燈泡兩端電壓稍有降低其余燈泡亮度略微變暗，但仍能正常發(fā)光隨著斷燈數(shù)量增加，總電阻進(jìn)一步增大，燈串亮度會明顯減弱電功率單位換算瓦特（W）功率的基本單位表示每秒鐘轉(zhuǎn)換1焦耳的能量千瓦（kW）較大功率的表示單位家用電器常用千瓦表示功率千瓦時（kWh）電能消耗的計量單位電費計算的基礎(chǔ)單位電功率與能量消耗的關(guān)系功率與能量的關(guān)系其中：W：電能（焦耳J或千瓦時kWh）P：功率（瓦特W或千瓦kW）t：時間（秒s或小時h）功率表示能量轉(zhuǎn)換的速率，相同功率的設(shè)備使用時間越長，消耗的總能量越多兩個不同功率的設(shè)備，即使使用時間不同，也可能消耗相同的總能量功率的實際應(yīng)用舉例家用電器功率標(biāo)識所有電器都標(biāo)有額定功率，指導(dǎo)用戶正確使用功率標(biāo)識是選購電器的重要參考依據(jù)電費計算電費=電能消耗（kWh）×電價（元/kWh）了解用電器功率有助于估算和控制電費支出電路設(shè)計根據(jù)總功率選擇合適的電線和保險絲避免電路過載，保障用電安全功率與生活節(jié)能選擇合適功率的用電器根據(jù)實際需求選擇合適功率的電器過大功率造成能源浪費過小功率可能無法滿足使用需求例如：根據(jù)房間大小選擇合適功率的空調(diào)避免電壓波動損害設(shè)備使用穩(wěn)壓器保護(hù)貴重電器避免在一個插座上連接多個大功率電器合理安排用電時間，避開用電高峰電功率的測量儀器模擬功率計通過電磁感應(yīng)原理工作同時測量電路中的電壓和電流，直接顯示功率值數(shù)字功率計采用數(shù)字采樣技術(shù)可同時測量多種電參數(shù)，包括電壓、電流、功率、功率因數(shù)等智能電能監(jiān)測器可連接家庭網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測家用電器的功率和能耗，支持遠(yuǎn)程查看和控制電功率的安全知識額定功率超載風(fēng)險電器長期超額定功率工作會導(dǎo)致:過熱損壞電器內(nèi)部元件絕緣材料老化，引發(fā)短路增加火災(zāi)風(fēng)險電壓匹配的重要性用電器必須接入正確的額定電壓:220V電器不可接入380V電源110V電器需使用變壓器才能接入220V電源電壓不匹配會導(dǎo)致設(shè)備損壞或安全事故課堂互動：尋找家中用電器銘牌活動目標(biāo)認(rèn)識家中常見電器的銘牌了解銘牌上的額定電壓和功率含義計算不同電器的能耗和電費通過實際觀察，加深對電功率知識的理解與應(yīng)用討論問題家中哪種電器功率最大？為什么？同類電器（如不同品牌的電視）功率有何差異？如何根據(jù)功率估算電器的月度電費？如何合理安排用電，避免電路過載？復(fù)習(xí)與總結(jié)基本概念電功定義：W=U×I×t電功率定義：P=W/t=U×I單位：焦耳(J)、瓦特(W)、千瓦時(kWh)計算公式P=U×I=I2×R=U2/RW=P×t能量轉(zhuǎn)換與守恒實際應(yīng)用用電器額定功率與實際功率電壓變化對功率的影響電路的串聯(lián)與并聯(lián)安全與節(jié)能避免超負(fù)荷用電選擇合適功率的電器理解電費計算方法結(jié)束語理解電功率