云南電工培訓(xùn)--電路基礎(chǔ)知識(shí)(電功和電功率)
云南電工培訓(xùn)--電路基礎(chǔ)知識(shí)(電功和電功率)
一、電功
搬運(yùn)工將重物舉到高處，這是人力做功，消耗的是體能；使用電動(dòng)葫蘆同樣也能把重物舉到高處，這是電流做功，消耗的是電能。
電流做功的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程。例如：電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做功，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電流通過(guò)電爐做功，電能轉(zhuǎn)化為熱能；電流通過(guò)燈泡做功，電能轉(zhuǎn)化為熱能和光能；電流通過(guò)電解槽做功，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能等等。
電流所做的功，簡(jiǎn)稱電功（即電能），用字母W表示。研究表明，電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積，即：
W=UIt
式中的W、U、I、t的單位分別用J、V、A、s。
電能的另一個(gè)常用單位是千瓦時(shí)，用符號(hào)Kw·h表示，即通常所說(shuō)的1度電，它和焦耳的換算關(guān)系為：
1kW·h=3.6x106J
二、 電功率
在相同的時(shí)間內(nèi)，電流通過(guò)不同的用電器所做的功，一般并不相同。例如，電流通過(guò)電力牽引機(jī)車(chē)的電動(dòng)機(jī)所做的功，顯然要比通過(guò)微風(fēng)電扇的電動(dòng)機(jī)所做的功要大的多。為了表征電流做功的快慢程度，引入了電功率這一物理量。
電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功稱為電功率，用字母P表示，單位為W,其計(jì)算式為
P=W/t=UI
對(duì)于純電阻電路，上式還可以寫(xiě)為
P=I2R或P=U2/R
討論全電路歐姆定律時(shí)，已知在一個(gè)閉合回路中，電源電動(dòng)勢(shì)等于外電路電壓降與內(nèi)電路電壓降之和，即
E=U外+U內(nèi)
E=IR+Ir
將上式兩邊同乘以I，可得
IE=I2R+I2r
P電源=P負(fù)載+P內(nèi)載
上式表明，在一個(gè)閉合回路中，電源電動(dòng)勢(shì)發(fā)出的功率，等于負(fù)電阻消耗的功率和電源內(nèi)阻消耗的功率之和。這種關(guān)系稱為電路中的功率平衡。
三、 電流的熱效應(yīng)
電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象稱為熱效應(yīng)。也就是說(shuō)，電流的熱效應(yīng)就是電能轉(zhuǎn)化成熱能的效應(yīng)，電流與它流過(guò)導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量之間的關(guān)系可用下式表示：
Q=I2Rt
Q的單位是J，這種熱也稱焦耳熱。
四、 負(fù)載的額定值
電流的熱效應(yīng)也有不利的一面，如電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中發(fā)熱，不僅消耗電能，而且會(huì)加速絕緣材料的老化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生事故。因此，在電氣設(shè)備中應(yīng)采取防護(hù)措施，以避免電流的熱效應(yīng)所造成的危害。例如，許多電氣設(shè)備的機(jī)殼上都裝有散熱孔，有的電動(dòng)機(jī)里還裝有風(fēng)扇，都是為了加快散熱。
電氣設(shè)備安全工作時(shí)所允許的最大電流、最大電壓和最大功率分別稱為它們的額定電流、額定電壓和額定功率。一般元器件和設(shè)備的額定值都標(biāo)在其明顯位置，如燈泡上標(biāo)有的“220V/40W”和電阻上標(biāo)有的“100Ω/2w”等。電動(dòng)機(jī)的額定值通常標(biāo)在其外殼的銘牌上，故其額定值也稱銘牌數(shù)據(jù)。
電氣設(shè)備在額定功率下的工作狀態(tài)叫做額定工作狀態(tài)，也叫滿載；低于額定功率的工作狀態(tài)叫輕載；高于額定功率的工作狀態(tài)叫過(guò)載或超載。由于過(guò)載很容易燒壞用電器，所以一般不允許出現(xiàn)過(guò)載。
