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第5节 焦耳定律
第二章 恒定电流
第5节 焦耳定律
第5节 焦耳定律
第5节 焦耳定律
想想他们是如何将电能转化为其他形式的能?
电功
电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功
静电力对电荷做功,电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式的能
W=qU
q=It
W=UIt
电功
(1)定义:在一段电路中静电力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称为电功.
(2)公式:
电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积.
(3)单位:在国际单位制中电功的单位是焦(J),常用单位有千瓦时(kW·h).
1kW·h=3.6×106J
2.电功率
(1)定义:单位时间内电流所做的功
(2)公式:
一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积.
(3)意义:电功率表示电流做功的快慢.
(4)单位:在国际单位制中是瓦(W),常用单位还有千瓦(kW).
3.额定功率和实际功率
2.电功率
2.电功率
2.电功率
二、电功率和热功率
1.电流做功的过程,是电能转化为其他形式能量的过程.
电动机把电能转化为机械能和热能
电解槽把电能转化为化学能和热能
电热器把电能转化为热能 .
所以
二、电功率和热功率
二、电功率和热功率
二、电功率和热功率
二、电功率和热功率
1、电热
(1)定义:电流通过导体产生的热量.
(2)公式:Q=I2 R t
2.焦耳定律
电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间t成正比
3、热功率
(1)定义:单位时间内的发热量.
(2)公式:
纯电阻电路
纯电阻电路:只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件.
电能全部转化为热能,电功等于电热
满足欧姆定律
纯电阻电路
纯电阻电路
纯电阻电路
非纯电阻电路
非纯电阻电路:电流通过用电器是以
转化为热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而是难以避免的热能损失.例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等
电能一部分转化为热能,一部分转化为其它能
电功大于电热
其他 = Q + 其他
不满足欧姆定律
非纯电阻电路
非纯电阻电路
非纯电阻电路
纯电阻电路与非纯电阻电路
两种电路
比较内容 纯电阻电路 非纯电阻电路
元件特点 电路中只有电阻元件 除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器
欧姆定律 服从欧姆定律 不服从欧姆定律:
或
能量转化 电流做功全部转化为电热即电能全部转化为导体的内能 电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能
元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽等
纯电阻电路与非纯电阻电路
? 纯电阻电路 非纯电阻电路
电功 W=IUt=I2Rt=t W=IUt
电热 Q=IUt=I2Rt=t Q=I2Rt
电功率 P=IU=I2R= P=IU
热功率 P=IU=I2R= P=I2R
纯电阻电路与非纯电阻电路
纯电阻电路与非纯电阻电路
纯电阻电路与非纯电阻电路
例题:
一个电动机,线圈电阻是0.4 ?,当它两端所加的电压为220V时,通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少?
解:电动输出功率为:
每分钟的机械功率为:
综上得:
例题:
例题:
例题:
练习
1、把标有“220V 100w”的灯泡接到220V的电路中,通过灯丝的电流I和实际功率各有多大?若接到110V的电路中结果又怎样?(假定灯丝的电阻不变。)
2、规格为“220V 36W”的排气扇,线圈电阻为40Ω,求:
(1)接上220V电压后,排气扇转化为机械能的功率和发热的功率;
(2)如果接上电源后,扇叶被卡住,不能转动,求电动机消耗的功率和发热的功率.
练习
3.如图,有一提升重物用的直流电动机,内阻,保护电阻为,,电压表的读数为110V,求:
(1)通过电动机的电流是多少?
(2)输入到电动机的电功率是多少?
(3)在电动机中发热的功率是多少?
(4)电动机的机械功率是多少?
(5)电动机工作一个小时产生的热时是多少?
1、5A
2、550W
3、15W
4、535W
5、54000J
练习
练习
练习
(小结)电功和电功率、电热和热功率
1.电功: W=IUt
2.电功率:
3.电热: Q=I2Rt
4.热功率:
对纯电阻电路: 电功=电热 电功率=热功率
对非纯电阻电路: 电功>电热 电功率>热功率