电工技术项目教程-徐超明课件 实训任务1.5电功率的测试和分析

电工技术项目教程主编：徐超明副主编：李珍、姚华青、陈建新王平康、刘强工作任务：电流和电压的测量。电阻器的认识及测量。电阻元件伏安特性的测试。电源外特性的测试与分析。电位的测定与计算。用伏安法测量电功率。项目1基本电参量的测量和分析2023/2/2221.5.1电功和电功率1.5.2用伏安法测量电功率实训1-10：用伏安法测量电功率1.5.3电功率的计算和分析实训任务1.5电功率的测试和分析2023/2/2231.5.1电功和电功率2023/2/2241.电功电功就是电场力所做的功。电功的正负与u、i的方向有关。u和i为关联参考方向时，若dw为正，说明u和i同时为正或同时为负，即电压与电流的实际方向总是相同，电场力做正功，二端元件吸收电能；若dw为负，说明u和i的实际方向相反，电场力做负功，二端元件输出电能。表达式：dw=udq=uidt直流：W=UItSI单位:焦耳（J）工程上也常用千瓦时（kW·h）,千瓦时俗称“度”1kW·h=3600000J。1.5.1电功和电功率2023/2/2251.电功

家用电度表就是用来测量电功的装置。只要用电器工作，电度表就会转动并且显示电场力作功的多少。电功的大小不仅与电压、电流的大小有关，还取决于用电时间的长短。三相电度表单相电度表1.5.1电功和电功率2023/2/2262.电功率电功率就是单位时间内电场力所做的功表达式：直流：W=UISI单位是瓦特（W）。其他常用的单位还有：千瓦（kW）、毫瓦（mW）等。1kW=1000W，1W=1000mW当电压和电流的参考方向是非关联时，功率计算式为：

p=-ui或

P=-UI。1.5.1电功和电功率2023/2/2272.电功率

用电器铭牌数据上的电压、电流值称额定值

额定值：用电器长期、安全工作条件下的最高限值，一般在出厂时标定。

额定电功率反映了用电器在额定条件下能量转换的本领。

如：额定值为“220V、1000W”的电动机，是指该电动机运行在220V电压时、1秒钟内可将1000焦耳的电能转换成机械能和热能；“220V、40W”的电灯，说明在它两端加220V电压时，1秒钟内它可将40焦耳的电能转换成光能和热能。1.5.2用伏安法测量电功率2023/2/228实训1-10：用伏安法测量电功率实训流程：（1）根据图所示的灯泡照明电路接线。电源电压选择为＋12V，R0模拟实际电压源的内阻，取51Ω。R为灯泡（12V/0.1A），RP为阻值为470Ω的可变电阻器。（2）闭合开关，调节电阻器RP，观察照明电路中灯泡的亮度。（3）用数字万用表的电压挡或数字电压表，测量照明电路中电源、灯泡两端的电压，并将所测数据记录在表中。注：假定电流的参考方向如图所示，则电流表极性接法如图所示。采用关联参考方向时，电压表极性接法如图所示。1.5.2用伏安法测量电功率2023/2/229实训1-10：用伏安法测量电功率实训流程：（4）用数字万用表的电流挡或数字电流表，测量照明电路中的电流，并将所测数据记录在表中。连接时，注意电流表的极性。（5）改变电阻器RP的阻值，重复步骤（3）和（4），记录所测数据。（6）利用电功率公式分别计算电源和负载的电功率值。1.5.2用伏安法测量电功率2023/2/2210实训1-10：用伏安法测量电功率实训流程：结论：（1）可变电阻器阻值增大，照明电路中的灯泡的亮度是

（增大/降低），说明灯泡上实际消耗的功率是

（增大/降低）。（2）电源电压的方向与流过电源的电流方向是

（关联/非关联）方向。（3）电源的电功率是

（大于零/小于零），说明是

（发出/吸收）能量；负载的电功率是

（大于零/小于零），说明是

（发出/吸收）能量。1.5.3电功率的计算和分析2023/2/2211ui参考方向关联p=u×iui参考方向非关联p=-u×i1、计算公式讨论2、

规定：（无论参考方向是否关联）

p＞0消耗功率（吸收功率）是负载

p＜0发出功率（释放功率）是电源直流功率：P=±UI交流功率：p=±ui∑P消耗=∑P发出3、电路中遵循能量守恒定律：1.5.3电功率的计算和分析2023/2/22124、电阻元件在关联参考方向下，电阻的功率为在非关联参考方向下，电阻的功率为因此，电阻元件的功率与通过该元件的电流的平方或电压的平方成正比，且恒大于零。说明电阻元件是一个只消耗电能的元件，又称为耗能元件。直流电路中注意：电源元件在电路中，却不一定都是供能元件，有可能是耗能元件。1.5.3电功率的计算和分析2023/2/2213例：求下图元件的功率，并说明该元件实际上是吸收还是发出功率，该元件是耗能元件还是供能元件。解：（a）电压和电流为关联参考方向，元件计算功率为P=UI=5×2=10（W）>0

元件实际是吸收功率，是耗能元件。（b）电压和电流为非关联参考方向，元件计算功率为P=−UI=−5×2=−10（W）<0

元件实际是发出功率，是供能元件。1.5.3电功率的计算和分析2023/2/2214例：求下图元件的功率，并说明该元件实际上是吸收还是发出功率，该元件是耗能元件还是供能元件。解：（c）电压和电流为非关联参考方向，元件计算功率为P=−UI=-5×（-2）=10（W）>0