一、電功
1.定義:電流通過某段電路所做的功叫電功。
2.實(shí)質(zhì):電流做功的過程,實(shí)際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(消耗電能)的過程;電流做多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,就消耗了多少電能。
電流做功的形式:電流通過各種用電器使其轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現(xiàn)。
3.規(guī)定:電流在某段電路上所做的功,等于這段電路兩端的電壓,電路中的電流和通電時(shí)間的乘積。
4.計(jì)算公式:W=UIt=Pt(適用于所有電路)
對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出:W=I2Rt=U2t/R
①串聯(lián)電路中常用公式:W=I2Rt W1:W2:W3:…Wn=R1:R2:R3:…:Rn
②并聯(lián)電路中常用公式:W=U2t/R W1:W2=R2:R1
③無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算在一定時(shí)間所做的總功 常用公式W=W1+W2+…Wn
5.單位:國際單位是焦耳(J)常用單位:度(kwh) 1度=1千瓦時(shí)=1kwh=3.6×106J
6.測量電功:
⑴電能表:是測量用戶用電器在某一段時(shí)間內(nèi)所做電功(某一段時(shí)間內(nèi)消耗電能)的儀器。
⑵電能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字樣,分別表示:電電能表額定電壓220V;允許通過的最大電流是5A;每消耗一度電電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。
⑶讀數(shù):A、測量較大電功時(shí)用刻度盤讀數(shù)。
①最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后一位。
②電能表前后兩次讀數(shù)之差,就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。
B、測量較小電功時(shí),用表盤轉(zhuǎn)數(shù)讀數(shù)。如:某用電器單獨(dú)工作電能表(3000R/kwh)在10分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)36轉(zhuǎn)則10分鐘內(nèi)電器消耗的電能是 J。
二、電功率
1.定義:電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。
2.物理意義:表示電流做功快慢的物理量。燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率大小。
3.電功率計(jì)算公式:P=UI=W/t(適用于所有電路)
對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出:P=I2R=U2/R
①串聯(lián)電路中常用公式:P=I2R P1:P2:P3:…Pn=R1:R2:R3:…:Rn
②并聯(lián)電路中常用公式:P=U2/R P1:P2=R2:R1
③無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算總功率 常用公式P=P1+P2+…Pn
4.單位:國際單位 瓦特(W) 常用單位:千瓦(kw)
5.額定功率和實(shí)際功率:
⑴額定電壓:用電器正常工作時(shí)的電壓。
額定功率:用電器在額定電壓下的功率。P額=U額I額=U2額/R某燈泡上標(biāo)有“PZ22OV-25”字樣分別表示:普通照明,額定電壓220V,額定功率25W的燈泡。若知該燈“正常發(fā)光”可知:該燈額定電壓為220V,額定功率25W,額定電流I=P/U=0.11A 燈絲阻值R=U2額/P=2936Ω。
⑵當(dāng)U實(shí)=U額時(shí),P實(shí)=P額用電器正常工作(燈正常發(fā)光)
當(dāng)U實(shí)<U額 時(shí),P實(shí)<P額 用電器不能正常工作(燈光暗淡),有時(shí)會(huì)損壞用電器
①實(shí)際功率隨電壓變化而變化根據(jù)P=U2/R得 。
②根據(jù)P=U2/R 如果U 減小為原來的1/n
則P′= 如:U實(shí) = 1 2U額 P實(shí) = 1 4P額
當(dāng)U實(shí) > U額時(shí)P實(shí) >P額 長期使用影響用電器壽命(燈發(fā)光強(qiáng)烈)
P實(shí)= 0 用電器燒壞(燈絲燒斷)
⑶燈L1“220V 100W”,燈L2“220V 25W”相比較而言,L1燈絲粗短,L2燈絲細(xì)長。
判斷燈絲電阻口訣:“大(功率)粗短,小細(xì)長”(U額 相同)
兩燈串聯(lián)時(shí),燈L2亮,兩燈并聯(lián)時(shí),燈L1亮。
判斷哪個(gè)燈亮的口訣“串。üβ剩┎⒋蟆 (U額 相同)
⑷“1度”的規(guī)定:1kw的用電器工作1h消耗的電能。
P=W/t 可使用兩套單位:“W、J、s”、“kw、kwh、h”
6.測量:
Ⅰ、伏安法測燈泡的額定功率:①原理:P=UI;②電路圖:
③選擇和連接實(shí)物時(shí)須注意:
電源:其電壓高于燈泡的額定電壓
滑動(dòng)變阻器:接入電路時(shí)要變阻,且調(diào)到最大值。根據(jù)能否調(diào)到燈泡的額定電壓選擇滑動(dòng)變阻器。
電壓表:并聯(lián)在燈泡的兩端“+”接線柱流入,“-”接線柱流出。根據(jù)額定電壓選擇電壓表量程。
電流表:串聯(lián)在電路里““+”接線柱流入,“-”接線柱流出。根據(jù)I額=P額/U額 或I額=U額/R 選擇量程。
Ⅱ 測量家用電器的電功率:器材:電能表 秒表原理:P=W/t
三、電熱
1.實(shí)驗(yàn):目的:研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟那些因素有關(guān)?
原理:根據(jù)煤油在玻璃管里上升的高度來判斷電流通過電阻絲通電產(chǎn)生電熱的多少。
實(shí)驗(yàn)采用煤油的目的:煤油比熱容小,在相同條件下吸熱溫度升高的快:是絕緣體。
2.焦耳定律:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。
3.計(jì)算公式:Q=I2Rt(適用于所有電路)對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出:Q=UIt= U2t/R=W=Pt
①串聯(lián)電路中常用公式:Q=I2Rt。Q1:Q2:Q3:…Qn=R1:R2:R3:…:Rn
并聯(lián)電路中常用公式:Q= U2t/R Q1:Q2= R2:R1
②無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算在一定時(shí)間所產(chǎn)生的總熱量 常用公式Q= Q1+Q2+…Qn
③分析電燈、電爐等電熱器問題時(shí)往往使用:Q=U2t/R=Pt
4.應(yīng)用──電熱器:
①定義:利用電流的熱效應(yīng)而制成的發(fā)熱設(shè)備。
②原理:焦耳定律。
③組成:電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體,發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的合金制成。
④優(yōu)點(diǎn):清潔衛(wèi)生沒有污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。
練習(xí):☆家庭電路中有一只標(biāo)有名牌的燈泡正常發(fā)光,現(xiàn)給的器材有電能表、電流表、電壓表、鐘表,請(qǐng)用三種方法測出這只燈泡的此時(shí)功率,說明道理并寫出表達(dá)式。
四、生活用電
(一)家庭電路
1.家庭電路的組成部分:低壓供電線(火線零線)、電能表、閘刀開關(guān)、保險(xiǎn)絲、用電器、插座、燈座、開關(guān)。
2.家庭電路的連接:各種用電器是并聯(lián)接入電路的,插座與燈座是并聯(lián)的,控制各用電器工作的開關(guān)與電器是串聯(lián)的。
3.家庭電路的各部分的作用:
⑴低壓供電線:
①給用戶提供家庭電壓的線路,分為火線和零線;鹁和零線之間有220V的電壓,火線和地線之間也有220V的電壓,正常情況下,零線和地線之間電壓為0V。
②測電筆:用途:用來辨別火線和零線。
種類:鋼筆式,螺絲刀式。
使用方法:手接觸筆尾金屬體,筆尖金屬體接觸火線,觀察氖管是否發(fā)光。
舉例:☆測電筆接觸火線時(shí),如果觀察不到氖管發(fā)光,你認(rèn)為產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是:(至少填兩種可能原因)測電筆氖管已壞;手沒有接觸筆尾金屬體;火線斷路。
☆某次檢修電路時(shí),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,火線零線都能使測電筆發(fā)光,可能的原因是:火線完好,零線處有斷路,被測段零線通過用電器和火線構(gòu)成通路。
⑵電能表:
①用途:測量用戶消耗的電能(電功)的儀表。
②安裝:安裝在家庭電路的干路上,原因:這樣才能測出全部家用電器消耗的電能。
③銘牌:所標(biāo)的電壓U是:額定電壓所標(biāo)的電流;I是:允許通過的最大電流;UI是:電能表后能接用電器的最大功率,如果同時(shí)使用的家用電器的總瓦數(shù)超過這個(gè)數(shù)值,電能表的計(jì)數(shù)會(huì)不準(zhǔn)確甚至燒壞。
⑶閘刀(空氣開關(guān)):
①作用:控制整個(gè)電路的通斷,以便檢測電路更換設(shè)備。
②安裝:家庭電路的干路上,空氣開關(guān)的靜觸點(diǎn)接電源線。
⑷保險(xiǎn)盒:
①材料:保險(xiǎn)絲是由電阻率大、熔點(diǎn)較低的鉛銻合金制成。
②保險(xiǎn)原理:當(dāng)過大的電流通過時(shí),保險(xiǎn)絲產(chǎn)生較多的熱量使它的溫度達(dá)到熔點(diǎn),于是保險(xiǎn)絲熔斷,自動(dòng)切斷電路,起到保險(xiǎn)作用。
③電路符號(hào): 。
④連接:與所保護(hù)的電路串聯(lián),且一般只接在火線上。
⑤選擇:保險(xiǎn)絲的額定電流等于或稍大于家庭電路的最大工作電流。
⑥規(guī)格:越粗額定電流越大。
注意:不能用較粗的保險(xiǎn)絲或鐵絲、銅絲、鋁絲等代替。因?yàn)殂~絲的電阻小,產(chǎn)生的熱量少,銅的熔點(diǎn)高,不易熔斷。
應(yīng)用舉例:☆某家庭需要使用10A保險(xiǎn)絲,可只有5A和15A保險(xiǎn)絲。如何分別來代替使用:①可用兩根5A保險(xiǎn)絲并起來代用;②可將15A保險(xiǎn)絲用刀輕切一小口使剩余部分截面積和10A保險(xiǎn)絲截面積相同。
⑸插座:
①作用:連接家用電器,給可移動(dòng)家用電器供電。
②種類:固定插座、
③安裝:并聯(lián)在家庭電路中,具體接線情況:
可移動(dòng)插座、二孔插座、三孔插座。
把三腳插頭插在三孔插座里,在把用電部分連入電路的同時(shí),也把用電器的金屬外殼與大地連接起來,防止了外殼帶電引起的觸電事故。
⑹用電器(電燈)、開關(guān):
①白熾燈是利用電流的熱效應(yīng)進(jìn)行工作的,小功率的燈泡燈絲細(xì)而長,里面抽成真空。大功率的燈泡燈絲粗而短,里面抽成真空后,還要充入氮?dú)、氬氣等惰性氣體,且氣壓為0.1Pa,目的是平衡大氣壓對(duì)玻璃殼的壓力,并阻止燈絲升華。燈泡長期使用會(huì)變暗,原因是:燈絲升華變細(xì)電阻變小,實(shí)際功率變小;升華后的金屬鎢凝華在玻璃內(nèi)壁上降低了燈泡的透明度。
②燈泡的種類:螺絲口 卡口。
螺絲口燈泡的螺旋接燈頭的螺旋套,進(jìn)而接零線;燈泡尾部的金屬柱接燈頭的彈簧片,再通過開關(guān)接火線:原因:防止維修觸電
③開關(guān)和用電器串聯(lián),控制用電器,如果開關(guān)短路用電器會(huì)一直工作開關(guān)不能控制,但不會(huì)燒干路上的保險(xiǎn)絲。
④根據(jù)安全用電原則連接電路,每個(gè)開關(guān)都可以單獨(dú)控制燈。
(二)家庭電路電流過大的原因
1.原因:發(fā)生短路、用電器總功率過大。
2.家庭電路保險(xiǎn)絲燒斷的原因:發(fā)生短路、用電器功率過大、選擇了額定電流過小的保險(xiǎn)絲。
(三)安全用電
1.觸電事故:
①定義:一定強(qiáng)度的電流通過人體所引起的傷害。
②危險(xiǎn)性:與電流的大小、通電時(shí)間的長短等因素有關(guān)。
③安全電壓:不高于36V,動(dòng)力電路電壓380V,家庭電路電壓220V都超出了安全電壓。
2.觸電形式:
家庭電路(低壓觸電):單線觸電、雙線觸電。
家庭電路觸電的事故:都是由于人體直接或間接跟火線接觸造成的并與地線或零線構(gòu)成通路。
要分清零線和地線,雖然地線和零線正常情況下之間沒有電壓,但絕不能將地線和零線接通,否則易造成觸電事故。
高壓觸電:高壓電弧觸電、跨步電壓觸電。
3.安全用電原則:不接觸低壓帶電體不靠近高壓帶電體。
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