電功率

一、電功率的定義

1.電功率(P)：單位時間內電流所做的功，表示電流做功的快慢。

2.國際單位：瓦特(W)。常用單位：千瓦(KW)

3.通用公式：P=Wt=UI

單位P 瓦(w);W 焦(J);t 秒(s);U 伏(V);I 安(A))

利用公式計算時單位要統一：

如果W用焦(J)，t用秒(s)，則P的單位是瓦(w);如果W用千瓦時(KW.h)，t用小時(h)，則P的單位是千瓦(KW)。

公示變形：

P=I2RP=U2R

功率與電壓、電流的關系 非線性關系 不是正比例關系。

我們的用電器，通常都是在規定電壓下工作。同一用電器消耗的實際功率跟它兩端的實際電壓的平方成正比。

二、額定功率

1.額定值

額定電壓(Ue)：用電器正常工作的電壓。另有：額定電流Ie

額定功率(Pe)：用電器在額定電壓下的功率。

在這里尤其需要強調：用電器，比如燈泡，不一定在額定電壓下工作。正常使用的時候，應保證其在額定電壓下工作。達不到額定值，工作就不正常;超過額定值，就存在危險。

2.工作值 工作電壓

實際電壓U：實際加在用電器兩端的電壓。這個時候用電器的工作電流是實際電流I。

實際功率P：用電器在實際電壓下的功率。

根據電功率公式，用電器消耗的實際功率隨加在它兩端的實際電壓改變而改變。實際電壓升高，實際功率增大;反之則減小。

(1)當U>Ue時，則P>Pe;燈很亮,將縮短燈泡壽命，且易燒壞。

(2)當U

(3)當U=Ue時，則P=Pe;燈泡正常發光，正常工作、正常壽命。

做題的時候，一定要搞清楚，題目所給的已知條件——這些電壓、電流或者功率——到底是額定值還是工作值。

第3節　測量小燈泡的電功率

一、實驗目的

學習使用電壓表和電流表測量小燈泡的額定功率和實際功率。具體方法就是利用滑動變阻器進行控制，分別測出三種情況下小燈泡的實際功率，然后進行比較。

二、實驗原理

要測量小燈泡的電功率，根據電功率公式，可以用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，用電流表測出通過小燈泡的電流。

要直接測量的物理量：小燈泡兩端的電壓U和流過小燈泡的電流I。

三、實驗器材：電源、開關、導線若干、待測小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器

四、實驗結論：

滑動變阻器，不同的測量條件下(對應不同的變阻器阻值)，小燈泡兩端電壓和流過的電流都會發生變化。

小燈泡發光情況由實際功率決定，實際功率越大，發光越亮。

五、實驗注意事項：

1.選用的電源電壓要高于燈泡額定電壓。

2.在手動連接電路時，開關要斷開，防止由于電路連接錯誤而短路，損壞電流表;

3.閉合開關前，滑動變阻器應調到最大阻值，防止電流過大，起到保護電路作用;

4.滑動變阻器允許通過的最大電流要大于小燈泡正常工作電流;最大阻值也應與小燈泡電阻差不多，這樣會使滑動變阻器調壓效果明顯;

5.滑動滑片應有一定規律，記錄的電壓表值、電流表值要一一對應，避免張冠李戴;

6.實際工作電壓不能超過額定電壓1.2倍，同時通電時間不能過長，否則容易燒壞小燈泡。

例題：假如有3個4v2ah的電池，并聯給一個4v3w的led燈泡供電和串聯給一個12v3w的led燈泡供電，哪個燈亮得久?怎么算?

在這里我們先做一個假定：考慮電池是理想的，也就是內阻為零、可以完全放電;小燈泡也是理想的，有電流就會亮。在電池容量(AH)一定的前提下，負載電流越小，供電時間就會越長(燈亮得久)。

使用電池供電，屬于直流電路，我們按照直流電路來進行分析，led燈泡就相當于一個電阻。

P=UI=U2R

R=U2P

根據上面給出的公式，來計算燈泡內阻：

12v3w的led燈泡，電阻相當于48歐姆，工作電流

I=12×1248=3A

而4v3w的led燈泡，電阻大約是5.33歐姆，工作電流

I=4×45.33=3A

工作時，那個電流小，那個燈亮得久。顯然，這兩種情況燈泡亮得一樣久。

如果電池內阻不能忽略，則要運用等效電路(三個實際電源等效電路串聯后與負載相連、并聯后與負載相連)進行詳細分析或者實驗驗證。

一定要注意，實踐中電池是不能簡單并聯使用的，因為誰也做不到電池電壓完全相同，一旦不相同，電壓低的那塊電池不但供不了電，還有可能會消耗電能。

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