电功和电功率教学课件

电功和电功率教学课件第一章电功的基本概念什么是电功？1定义2能量转化3单位电流通过电路所做的功称为电功，它表当电流通过电路时，电能会转化为其他电功的国际单位是焦耳（），表示能量J示电能转化为其他形式能量的过程形式的能量，如热能、光能、机械能等的大小电功的物理意义电功的本质是能量转化的过程，具体表现为电能可以转化为内能，如电热器产生热量•电能可以转化为机械能，如电动机带动设备运转•电能可以转化为光能，如灯泡发光•电能可以转化为化学能，如电解和电池充电•电功的计算公式电功的基本计算公式为其中（伏特，）（安培，）U VI A电压，表示电势差电流，表示单位时间内通过导体某一横截面的电量（秒，）（焦耳，）t sW J通电时间电功，表示电能转化的总量计算示例某电器在电压下，电流为，连续使用小时，则其电功为220V3A4公式推导与理解电流通过电子碰撞导体发热热量计算在纯电阻电路中，电功等于产生的热量，这是焦耳定律的体现结合欧姆定律，我们可以得到电功的等效公式U=IR电器铭牌上的电气参数电器铭牌是了解设备电气特性的重要途径，通常包含以下信息额定电压设备正常工作所需的电压，如•220V额定功率额定电压下设备消耗的功率，如•1500W额定电流额定电压下设备的工作电流•频率交流电的频率要求，如•50Hz第二章电功率的定义与计算什么是电功率？电功率是单位时间内电流所做的功，即电能转化为其他形式能量的速率单位时间内的电功电功率的国际单位是瓦特（），瓦特表示秒内完成焦耳的功W111常见应用示例电功率的概念电能转化速率电功率反映了电器的功力大小，功率越大，单位时间内完成的功越多，电器标称功率与耗能表示能量转换的快慢能量转化越快单位瓦特的意义功率的数学定义瓦等于焦秒或11/P=W/t P=UI电功率的计算公式电功率有多种等效计算公式，可根据已知条件灵活选用纯电阻电路专用公式二纯电阻电路专用公式一基本公式当已知电压和电阻时使用当已知电流和电阻时使用U RIR适用于所有电路，为电压，为电流U I额定功率与实际功率用电器铭牌上标注的额定功率是在额定电压下的工作功率当实际电压与额定电压不同时，实际功率会发生变化电压变化对功率的影响（纯电阻负载）例如额定的电炉接到电源上，实际功率为220V2000W110V生活中的电功率实例家用电器的功率各不相同，反映了其能量转化能力的差异40W2000W1500W白炽灯泡电热水器电饭煲标注，将电大功率电热元件，快速将通过电热元件将电能转化220V40W能主要转化为光能和热能电能转化为热能为热能煮熟食物电器铭牌与功率标识不同电器的铭牌上都标有其电气参数，这些信息对正确使用电器至关重要电视机约，相对低功率•100-200W电冰箱约，压缩机工作时功率较大•200-300W洗衣机约，脱水时功率最大•400-800W微波炉约，高频电磁波加热食物•700-1000W空调约，制冷制热能力与功率相关•1000-2500W/电热水器约，高功率快速加热•1500-3000W第三章电功率在电路中的分配串联电路中的电功率分配在串联电路中各元件电流相等I_1=I_2=...=I总电压等于各部分电压之和U=U_1+U_2+...总电阻等于各电阻之和R=R_1+R_2+...功率分配规律并联电路中的电功率分配电压相等电流分配功率与电阻成反比在并联电路中各支路电压相等U_1=U_2=...=U总电流等于各支路电流之和I=I_1+I_2+...总电阻满足\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+...功率分配规律用电高峰时灯光变暗的原因在家庭用电高峰期，常常会出现灯光变暗的现象，这是由电功率分配原理导致的家庭电器都是并联连接的，当使用的电器增多时，总电阻减小

1.输电线路有内阻，随着总电流增大，线路上的电压降增加

2.到达家庭的实际电压降低，低于额定电压

3.端电压降灯泡的实际功率正比于电压的平方，电压降低导致功率减小

4.压降增大功率减小导致灯泡发光亮度降低，表现为灯光变暗

5.电阻减小并联增多家庭用电高峰期的电路负荷家庭用电高峰期通常出现在晚上点，此时6-10多种电器同时工作电流显著增大线路压降增加照明、空调、电视、电脑等多种电器同时使总电流可达平时的倍，导致输电线路负线路内阻引起的电压降与电流成正比，高峰2-3用，总功率大幅增加担加重期压降明显增大为减轻用电高峰期的问题，可采取错峰用电、增加线路截面积或使用稳压器等措施第四章典型例题解析通过具体例题的解析，可以加深对电功和电功率概念的理解，掌握解题思路和方法本章将通过典型例题，展示电功和电功率在实际问题中的应用例题电炉额定功率与实际功率计算1问题描述某电炉在额定电压下，电流为220V3A计算该电炉的额定功率1若将该电炉接到电源上，计算其实际功率2110V解答过程计算实际功率计算电阻值计算额定功率结论当电压降为原来的一半时，电炉的实际功率仅为额定功率的四分之一例题串并联组合电路中功率计算2问题描述三只规格相同的小灯泡（）与一个电阻组成如图所示的电路，电源电压为6V,3W R12V当开关闭合时，求灯泡、和电阻的功率1S L1L2R当开关断开时，求灯泡、、的功率2S L1L2L3首先计算每个灯泡的电阻开关闭合时开关断开时S S此时被短路，和串联后与并联此时三个灯泡串联L3L1L2R例题节日彩灯串联断灯仍亮的原理3问题描述节日彩灯采用串联方式连接，为什么一个灯泡断了，其他灯泡仍然能亮？原理分析节日彩灯中每个灯泡都并联了一个电阻，构成了特殊的组合电路当灯泡正常工作时，灯丝电阻远小于并联电阻，电流主要通过灯丝

1.当灯泡断开时，电流通过并联电阻形成通路，保证电路导通

2.并联电阻阻值较大，通过的电流小，不会明显影响其他灯泡亮度

3.这种设计既保证了一个灯泡损坏不影响整体工作，又便于检修和更换公式回顾与总结电功公式电功率公式热功当量关系适用于所有电路适用于所有电路纯电阻电路中，电功全部转化为热能适用于纯电阻电路适用于纯电阻电路卡焦耳1=

4.18适用于纯电阻电路适用于纯电阻电路这些公式是相互关联的，可以根据已知条件灵活选择适用的公式进行计算电功与电功率的区别电功表示电能转化的总量•单位为焦耳（）•J1与时间有关，随时间积累•类比水池中的总水量•公式•W=Pt电功率表示电能转化的速率•单位为瓦特（）•W2表示瞬时状态，与时间无关•类比水流入水池的速度•公式•P=W/t电功率反映能量转化的快慢，电功反映转化的总量例如，相同功率的电器，使用时间越长，消耗的电功越多电功率单位换算1W1kW1kWh瓦特定义千瓦千瓦时瓦特焦耳秒，表示每秒钟转化焦耳的能量千瓦瓦特，常用于表示大功率电器千瓦时千瓦×小时×焦耳，1=1/11=10001=11=

3.610^6是电能单位在实际生活中，我们常用千瓦时（）作为电能的计量单位，俗称度例如，一个的电热水器连续使用小时，消耗电能度（）kWh1000W111kWh其他常用换算焦耳卡路里（热量单位）•1=

0.239千瓦时千焦千卡•1=3600=860电功率的实际应用家用电器功率选择电路设计中的功率匹配根据需求选择合适功率的电器，如不同房间大小选择不同功率的空调确保电线、插座、开关的额定功率大于实际负载功率电能表读数与电费计算节能设计与使用电能表记录的是千瓦时数，电费电价×用电量选择高效节能电器，合理安排用电时间，降低电费支出=了解电功率的概念有助于我们更科学地使用电能，提高能源利用效率，减少不必要的浪费电能表与电费计算电能表是计量用电量的仪器，通常安装在每户家庭的配电箱中电能表工作原理基于电功率和使用时间计算电能消耗•表盘数字显示累计用电量，单位为千瓦时（）•kWh两次读数之差即为该时间段的用电量•电费计算方法我国居民电价通常采用阶梯电价制度，用电量越多，单价越高，以鼓励节约用电第五章课堂思考与拓展通过思考题和拓展内容，可以加深对电功和电功率概念的理解，培养分析问题和解决问题的能力本章将提供一些思考题和拓展知识，帮助学生巩固所学内容并拓展视野思考题为什么电压变化会影响用电器功如何通过电功率计算电能消耗？纯电阻与非纯电阻电路的区别？率？探讨功率、时间与电能的关系，分析不同分析含有电感、电容等元件的非纯电阻电分析电压与功率的关系式，探功率电器在相同时间内的能耗差异路中的功率特性，探讨视在功率、有功功P=U²/R讨电压变化对功率的平方关系影响率和无功功率的概念思考家中的各种电器每月大约消耗多少思考电压升高，功率会增加多少？电能？如何估算一个家庭的月用电量？思考为什么电动机启动时会导致电压瞬10%电压降低，功率会减少多少？间下降？20%通过这些思考题，可以深入理解电功和电功率的物理本质，培养科学思维和问题解决能力结语理解电功与电功率，掌握电能利用的关键电功和电功率是电学中的核心概念，是理解电能利用的关键电功反映了电能转化的总量，是衡量电能消耗的基本量•电功率表示电能转化的速率，反映了电器的工作能力•掌握电功和电功率的计算方法，可以科学用电、合理节能•理论联系实际，提升用电效率，是学习电学知识的重要目的希望通过本课的学习，同学们能够理解并正确应用电功和电功率的概念•掌握相关计算公式和解题方法•在日常生活中合理用电，避免浪费和安全隐患•。