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第十五章 电功和电热
§15.1 电能表与电功
一、电能表
1、用来测量用电器消耗电能的仪表。
电能表连接在用户所有用电器之前
各式各样的家用电能表
单相电能表技术参数
电压:220V
电流规格:10(40)A
频率:50HZ
每千瓦时转数:300r/(KW.H)
工作环境温度范围:-10 ℃ ~+50℃
相对湿度:不超过85%
猜猜看,下面电能表的表头数据是什么意思?
300r/kWh
0
3
0
8
7
220V
10A(40A)
kWh
常见家用电能表表头数据的物理意义
⑴表头符号kwh读“千瓦时”,相等于1kw电器正常工作1h所消耗的电能(用我们熟悉的计算功的公式W=Pt容易得到W=Pt =1kW×1h=1kWh)。∴耗电示数读作:×××.×kWh;
注意:1kWh(度)=lkW×1h= l000W×3600s=3.6×106J
⑵电压示数220V为额定电压,指家用电器正常工作时,两端所加的电压为220V;
⑶电流示数10A(40A),指该电能表正常工作时允许通过的最大电流为10A和短时间允许通过的最大电流为40A;
⑷转动示数300r/kwh,指电路中电器每消耗1kwh电能时,此电能表转盘将转动300转; 指示灯闪烁参数:6400imp/kwh指每消耗1kwh电能时,此电能表指示灯闪烁6400次;
想一想:怎样计算电费?
焦 ,度 ,千瓦时
2、电能的单位
(J) (KW·h)
1度 = 1 KW·h
= 3.6×106J
kWh
3
2
0
7
3000 R/kWh
7
9
2
前后两次读数之差就是这段时间消耗的电能
可以显示用电器工作时所消耗的电能
初:
3207.7 kW·h
差:
1.5 kW·h
末:
3209.2 kW·h
⑴小明家2003年1月底与2月底电能表的
示数如图所示,请计算,小明家2月份
消耗多少电能?若1kwh电费为0.52元,
应付多少电费?
电能
其它形式的能
二、电功
1、定义:
电流所做的功。
电流做功的过程,就是电能向其他形式能转化的过程
用电器就消耗了多少电能
电流做了多少功
就有多少电能转化成其他形式的能
用W表示
电流通过白炽灯做功100J
100J
100J
内能、
光能
电流做功100J=消耗电能100J
电能
科学探究:
我需要哪些实验器材?
我如何设计我的实验(实验步骤和电路图)
我如何设计我的实验记录表格?
实验探索一
观察图15-3 实验,回答下列问题(若R甲>R乙)
1.甲乙两灯什么联?( )
2.二者电流什么关系?( )
3.哪只灯两端的电压大呢( )
4.哪只灯较亮呢?( )
5.在相等的时间内,哪灯消耗的电能多( )
由此可得:“通过用电器的电流和通电时
间相同时,用电器上的电压越___,电功就越___。”
大
多
串联
相等
甲
甲
甲
实验探索二
观察图15-4 实验 , 回答下列问题:(若R甲>R乙)
1. 甲乙两灯什么联?( )
2.二者电压什么关系?( )
3.哪只灯的电流大呢?( )
4.哪只灯亮呢?( )
5.在相等的时间内,哪灯消耗的电能多?( )
由此可得:“用电器上的电压和通电时间相同
时,通过用电器的电流越___,电功就越___。”
大
多
并联
相等
乙
乙
乙
在电压、电流不变时,通电时间
越长,电功越大
结论:
“某段电路上的电功,跟这段电路两段的_______,电路中的_____及通电的_____成正比”
电压
电流
时间
即:
W = UIt
1J = 1 V A S
当某用电器两端电压为1V,通过用电器的电流为1A时,则该用电器在1s内消耗的电能为1J。
焦的感性认识
普通手电筒的小灯泡每秒消耗的电能约1J;
1只40W的白织灯,每秒消耗的电能约40J;
电力机车行驶1min,消耗的电能约为3亿J
反馈练习
1、电流做功表现在电流通过电灯时,电灯______,通过电炉时,电炉_______,通过电动机时,电动机________。
2、某用电器两端电压为6V,测得通过它的电流为0.5A,通电1分钟,求电流做功多少?
发光
发热
转动
W=U·I·t=6V×0.5A×60S=180J
解:由电功的公式得
W=UIt
=220V× 0.35A× 1800s
=1.386×105J.
答:通电30min,电炉铁消耗了1.386×105J的电能。
例题3: 一把电烙铁接在220V的电路中,通过它的电流是350mA,问通电30min消耗了多少电能?
分析:只需求出在30min内的电功,就可以知道所消耗的电能.
已知:U=220V, I=350mA=0.35A, t=1800s.
求:W=?
例4:一电能表表盘上表明“1200r/(kW·h)”,将某用电器单独接在该表上.当用电器工作4min后,电能表转盘转过55r.若用电器额定电压为220V,求通过该用电器的电流
分析:4min内电能表转盘转过55r,根据电能表的盘转数可求出该用电器消耗的电能W,再由电功的计算公式W=UIt即可求出通过该用电器的电流I.
解:4min内电能表转盘转过55r,说明该用电器消耗的电能为:
W =
55r
1200r/(kW·h)
=
55
1200
kW·h
=
1200
55
=
×3.6×106J
1.65×105J
由W =UIt可得,通过该用电器的电流为:
I =
W
Ut
=
1.65×105J
220V×240s
=
3.125A
答:通过该用电器的电流为3.125A
通过观察电能表转盘的转动情况,可以估算出用电器在一段时间内所消耗的电能,或电流对用电器所做的功.
心得体会:
定义:
影响因素:
测量工具
知识树:
电能表
技术参数的含义
导体两端的电压、通过导体的电流及通电时间
电流所做的功
W=UIt
计算公式:
电功
作用
单位:
J
kW·h
1
3.6×106J
=