第一章电动势电能和电功率

1、1.21.2.3 .3 电动势主讲：张 传 玺 我们已经知道，形成电流的条件是导体两端必须有电压。发电机、电池等电源，都能够在电路中产生和保持电压，把它们连接到闭合电路中，就能在电路中形成电流。 电压的产生可以有多种方式，但其本质是一样的，都是使不同极性的电荷分离。电荷分离（搬运）是非静电力对电荷做功的表现。而非静电力做功的“能力”是以消耗其他形式的能来实现的，如电池是以消耗化学能，发电机是以消耗机械能，热电偶原件是消耗热能。非静电力做的功越多，电源把其他形式的能转化成电能越多，电源的这种能力，用电动势来描述。电动势的定义电动势的定义1、定义：在电源内部，非静电力将正电荷从电源负在电源内部，非

2、静电力将正电荷从电源负极移到正极所做的功极移到正极所做的功 W与其电量与其电量 q 之比称为电动势，之比称为电动势，用用 E 表示。表示。 2、公式：3、单位：功的单位为J（焦耳），电荷的单位为C（库伦），电动势的单位为V（伏特）。即 1V=1J/CqWEF非4、电动势的方向：电动势的方向规定从电源负极（低电位）经电源内部指向正极（高电位）的方向-电位升电位、电动势和电压的区别与联系电位、电动势和电压的区别与联系1.2.4 1.2.4 电能和电功率电能和电功率1电能 我们选用电气设备时都会考虑到其消耗电量的情况，在符合使用要求的情况下，尽量选择耗电少的电器。那么，什么是电能？电能跟哪些因素有关

3、呢？（1）定义：当电流通过负载将电能转化为其它形式的能时，我们就说电流做了功（称为电功）。若导体两端电压为U，通过导体横截面积的电荷量为q，电流做的功就是电路所消耗的电能。 W = q U = U I t W = q U = U I t（2）公式适用于纯电阻负载tRURtIW22(3)单位单位：电能的单位为焦（J）。但在实际应用中常以千瓦小时（kWh）（俗称度）作为电能的单位。1千瓦时在数值上等于功率为1千瓦的用电器工作1小时所消耗的电能。 1度 = 1 kWh = 1000W3600s = 3.6106Ws = 3.6106 J（4）电能的测量：）电能的测量：电流做功的过程实际是电能转换为其

4、他形式能的过程。电能可以直接测量，图1-6所示为家用电能表及接线（俗称电度表），它是记录电路（用电设备）消耗电能的仪表。 图图1-5 电度表及接线电度表及接线 由图1-5可见，电度表面板上计数器是用来记录电能多少的。计数量显示5个数字，最后一位是小数，其它分别是个位、十位、百位、千位。表面板上标有“2500r/ kWh”字样，是表示用电设备每消耗1kWh（1度）电能时，电度表的转盘转过2500转。利用这一点，记录下转盘转数和时间，也可粗略测出用电设备的功率。 2电功率电功率 在实际应用中，考虑更多的是设备在一定时间内所消耗的电能。（1）定义：用电设备单位时间里所消耗的电能叫做电功率，用字母P表

5、示。tWP （2）公式 或 P= U I (3)单位：在SI制中，电功率的单位是W（瓦特），常用单位有KW（千瓦） 换算关系：1KW=1000WRURIUItWP22 -适用于纯电阻负载(4)电源的输出功率：若在电源内部，外力做功，使正电荷由低电位移向高电位，电流逆着电场方向流动，将其他能量转换为电能，其电功率为 P= E I （5）关于耗能原件与功能元件的判断 若P0，元件是耗能，吸收能量（负载），若P0，元件是供能，发出能量（电源）。（6）额定功率和额定电压 通常用电设备上都标明它的电功率和电压（称为额定功率和额定电压），以便正确使用。例如照明灯泡上就标有“PZ220 - 60”的字样，表

6、明这只普通照明灯泡使用在220V电压下，其电功率为60W（其中的P和Z是“普”、“照”汉语拼音的第一个字母）。【例1.1】一台微波灶额定功率是900W，每度电的电费 为0.56元，共计工作0.5小时，电费为多少？ 解：彩电消耗的电能为 W = U I t= P t = 90010-30.5 kWh = 4.5 kWh 电费 = 4.50.56元 = 2.52元思思 考考电压和电动势的含义（参考方向）电压和电位的区别（电位是相对值 电压是绝对值）电路中电位的计算（从某点出发，沿任选一条路径“走”到参考点所经过的全部电位降的代数和）电源和负载的判别（应用公式P=UI 若P0，元件是耗能，吸收能量（负载），若P0，元件是供能，发出能量（电源）。 注意应用P=EI 计算是 若P0，发出能量（电源）。P0，吸收能量（负载）。） 关联方向 如果选定的电流参考方向与电压参考方向一致，即选定电流从电压+极流向-极，则把电流和电压的这种参考方向称为关联参考方向，简称参考方向。应用公式计算时若是非关联方向，在应用公式是要在前加负号。李良河江蒙生屈祥俊张章潘