在相同时间内,电流通过不同用电器所做的功,一般并不相同。例如,在相同的时间内,电流通过电动机车的电动机所做的功,要显著地大于通过电扇的电动机所做的功。为了表示电流做功的快慢,物理学中引入了电功率的概念。
电流在单位时间内所做的功叫做电功率。电功率用P来表示,P=W/t,而W=U×I×t(即电压乘以电流乘以时间),所以P=UI。
上式表明,电功率等于电压与电流的乘积。
在上式中,电压U的单位要用伏特,电流I的单位要用安培,这样,电功率P的单位就是瓦特。
电功率的单位还有千瓦,符号是kW。
1kW=1000W 1W=1000mW
把公式P=W/t变形后可得W=Pt,由此可以定义“千瓦时”,电流在1h内所做的功,就是1kW·h。
1kW·h=1000W×3600s
=3.6×10^6J
串联电路与并联电路中的电功率
P(电功率)单位:kW 千瓦 / W 瓦特
U(电压)单位:V 伏特
I(电流)单位:A 安培
W(电功)单位:kW·h 千瓦时 / J 焦耳
R(电阻)单位:Ω 欧姆
t(时间)单位:s 秒 / h小时
串联电路
电流处处相等 I₁=I₂=I
总电压等于各用电器两端电压之和 U=U₁ U₂
总电阻等于各电阻之和 R=R₁ R₂
U₁:U₂=R₁:R₂
总电功等于各电功之和 W=W₁ W₂
W₁:W₂=R₁:R₂=U₁:U₂
总功率等于各功率之和 P=P₁ P₂
P₁:P₂=R₁:R₂=U₁:U₂
电压相同时电流与电阻成反比;电流相同时电压与电阻成正比
并联电路
总电流等于各处电流之和 I=I₁ I₂
各处电压相等 U₁=U₂=U
并联电路中,等效电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和 1/R=1/R₁ 1/R₂
总电阻等于各电阻之积除以各电阻之和 R=R₁×R₂÷(R₁ R₂)
总电功等于各电功之和 W=W₁ W₂
当电压不变时,电流与电阻成反比。
当电流不变时,电压与电阻成正比。
I₁:I₂=R₂:R₁
W₁:W₂=I₁:I₂=R₂:R₁
总功率等于各功率之和 P=P₁ P₂
P₁:P₂=R₂:R₁=l₁:l₂
额定功率
实验表明,用电器实际消耗的功率随着加在它两端的电压而改变,既然如此,我们就不能泛泛地说一个用电器的功率是多大,而要指明电压。用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。
我们使用各种用电器一定要注意它的额定电压,只有在额定电压下用电器才能正常工作,实际电压偏低,用电器消耗的功率低,不能正常工作。实际电压偏高,长期使用会影响用电器的寿命,还可能烧坏用电器。