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文档简介

1、.,1,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,从能量转化的角度看,纯电阻电路是将电能 全部转化为热能,即电功等于电热。例如:日常 生活中的白炽灯、电炉子、电饭锅等纯电阻电路 工作时W=Q。而非纯电阻电路是电流做功将电能 主要转化为其他形式的能量,但还有一部分电能 转化为了热能,此时电功大于电热。例如:在电 动机转动、电铃、蓄电池(充电)等这些非纯电阻 的电路中WQ。特别是涉及非纯电阻电路的有关 电功、电热、电功率和发热功率的计算,学生极 容易混淆。,.,2,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,一、公式分析,1电功,由W=UIt根据欧姆定律I= 可推导得到W=I2R和 但欧姆定律公式I= 只适用于纯电

2、阻电路,所以W=I2Rt 和W= t只对纯电阻电路适用,即W=UIt适用于所有电 路,W=I2Rt和 只适用于纯电阻电路。,.,3,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,一、公式分析,2电功率,同样道理,由P=UI和I= 可推导得到P=I2R和P= , 而P=I2R和P= 也只适用于纯电阻电路,即P=UI适用于 所有电路,P=I2R和P= 只适用于纯电阻电路。,.,4,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,一、公式分析,3电热,由焦耳定律公式 Q=I2Rt 和 I= 可推导得到Q=Uit 和Q= t ,很明显 Q=Uit 和 Q= t 只对纯电 阻电路适用,即Q=I2Rt适用于所有电路,Q=UIt和

3、Q= t 只适用于纯电阻电路。,.,5,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,一、公式分析,以电动机为例,同学们在遇到非纯电阻电路时, 可牢记以下公式,解答所消耗的电能和产生的热能。 电动机工作时所消耗的电能大部分转化为机械能,一 小部分才转化为热能。因此,在计算电动机电路可用 以下公式。电流做功是所消耗的总能量W总=UIt;工 作时所产生的热能Q=W热=I2Rt;所转化的机械能 W机W总-W热UIt-I2Rt。电流做功的功率P总=UI; 其发热功率P热=I2R;转化的机械能功率 P机=P总-P热UI-I2R。,.,6,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二、例题分析,例 1 、一个电动机的线圈电阻

4、是4.4,当把它接在 220V电压下工作10min。已知:通过线圈的 电流是5A,这时电动机做功_J, 线 圈产生的热量是_J。,.,7,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二、例题分析,例 1 、一个电动机的线圈电阻是4.4,当把它接在 220V电压下工作10min。已知:通过线圈的 电流是5A,这时电动机做功_J, 线 圈产生的热量是_J。,解析:电动机为非纯电阻电路,求电流所做的功只能用 W=UIt=220V5A600s=6.6105;求电流产生 的热量只能用Q=I2Rt=(5A)24.4600s=6.6104J。,【点评】电动机是将电能转化为机械能的机器,其中只有部分 能量消耗在线圈发热

5、上,是一个非纯电阻电路,计算 电流做功只能用W=UIt,计算电热只能用Q=I2Rt。,6.6105,6.6104,.,8,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二、例题分析,例 2某电动机线圈电阻为1,接在220V的直流电 压下,工作电流为1A,则电动机消耗的电功 率为_W;发热损耗的电功率为_ W ; 转化为机械能的功率为_ W。,.,9,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二、例题分析,例 2某电动机线圈电阻为1,接在220V的直流电 压下,工作电流为1A,则电动机消耗的电功 率为_W;发热损耗的电功率为_ W ; 转化为机械能的功率为_ W。,解析:电动机消耗的电功率为总功率P总=UI=220

6、V1A= 220W; 发热损耗的电功率 P热= I2 R=1A)21=1W ; 转化为机械能的功率为 P机 = P总 P热 =220W - 1W = 219W,【点评】在非纯电阻电路中计算电功率的三个公式 P = UI 、 P = I2 R、P= 不能等效互换, 其中公式P = UI可计算电动机消耗的总功率; P = I2 R只能计算发热损耗的电功率; P= 已不能再用。转化为机械能的功率可用电动机消耗 的总功率减去发热损耗的电功率即可。,220,1,219,.,10,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二、例题分析,例 2电动机是一种使用广泛的动力机械,从能量转 化的角度看它主要是把电能转化为

7、机械能, 还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉 现有一台电动机,当电动机两端加220V电压时 通过电动机线圈的电流为50A。问: (1) 每分钟该电动机消耗的电能是多少? (2) 已知电流通过导体时产生的热量Q= I2 R t(其 中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电 阻和通电时间),若该电动机线圈的电阻是 0.4,则线圈每分钟产生的热量是多少? (3)这台电动机每分钟所做的机械功是多少?,.,11,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二、例题分析,解析: (1)消耗的电能W总=UIt=220V50A60s=6.6105J (2)产生的热量Q热= I2 R t=(50A)20.460s=6104J (3)所做的机械功W机=W总-Q热=6.6105J610

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