純電阻電路與非純電阻電路的區(qū)分!初中物理生幾乎都看過了

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中物理 來源: 高中學習網(wǎng)

在計算電熱問題的過程中,通常會遇到這種情況,需要我們判斷電路是否是純電阻電路,那么我們首先必須對純電阻電路和非純電阻電路區(qū)分開來。今天物理君就是來告訴大家這一點的。

純電阻電路

純電阻電路,就是在通電的狀態(tài)下,只發(fā)熱的電路,即通電狀態(tài)下電能全部轉(zhuǎn)化為電路電阻的內(nèi)能,不對外做功。純電阻電路中只有電阻、電源、導線,電能不能轉(zhuǎn)化為熱能以外的能量形式。例如:電燈,電烙鐵,熨斗,等等,他們只是發(fā)熱。它們都是純電阻電路。

非純電阻電路

但是,發(fā)動機,電風扇等,除了發(fā)熱以外,還對外做功,所以這些是非純電阻電路。非純電阻電路中電能一部分轉(zhuǎn)化為電阻的內(nèi)能,一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能,如發(fā)動機,電扇等,一部分電能就要轉(zhuǎn)化為機械能。

①在純電阻電路(如白熾燈、電爐、電飯鍋、電烙鐵、電熱毯、電熨斗、轉(zhuǎn)子被卡住的電動機等電路)中,電功等于電熱,即W=Q=Pt=UIt=I?2;Rt=U?2; t /R

②在非純電阻電路(含有電動機、電風扇、電冰箱、電磁爐、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等)中消耗的電能除轉(zhuǎn)化成內(nèi)能外,還有一部分轉(zhuǎn)化成機械能(如電動機)或化學能(如電解槽),即:

電動機:W=E機械+Q (UIt=E機械+I?2;Rt)

電解槽:W=E化學+Q (UIt=E化學+I?2;Rt)

此時:W>Q (UIt>I?2;Rt)

在非純電阻電路中,U?2;t/R既不能表示電功,也不能表示電熱,因為歐姆定律不再成立.

電功率與熱功率

①在純電阻電路中,電功率等于熱功率,即P=UI=I?2;R=U?2;/R

②在非純電阻電路中,電功率就只能按照P=UI來算了,因為在非純電阻電路中,電流和電壓并不滿足歐姆定律,那么產(chǎn)生的熱功率也只是總功率P=UI的一部分,記住,電流產(chǎn)生的熱只能是P=I2R來計算。

舉個例子,一個內(nèi)阻為2Ω的電動機,工作電壓為15V,電流為5A,那么:

它正常工作時功率為P1=UI=15V×5A=75W

它正常工作時發(fā)熱功率為P2=I2R=(5A)2×2Ω=50W

轉(zhuǎn)化為機械能的功率為P3=P1-P2=25W

特別提醒:

不要認為有電動機的電路一定是非純電阻電路,當電動機不轉(zhuǎn)動時,仍為純電阻電路,歐姆定律仍適用,電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.只有在電動機轉(zhuǎn)動時為非純電阻電路,U>IR,歐姆定律不再適用,大部分電能轉(zhuǎn)化為機械能.

同樣的例子:

一個內(nèi)阻為2Ω的電動機,工作電壓為15V,電流為5A,那么:

它正常工作時功率為P1=UI=15V×5A=75W

它正常工作時發(fā)熱功率為P2=I2R=(5A)2×2Ω=50W

轉(zhuǎn)化為機械能的功率為P3=P1-P2=25W

假如此時將正常工作的電動機卡死,則此時的電動機就不再轉(zhuǎn)動了,成為一個純電阻電路,(?,這就滿足歐姆定律啦!)

那么此時的電流也會隨之改變:

I1=U/R=15V/2Ω=7.5A

發(fā)熱功率為P4=(I1)2R=U2/R=112.5W


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