《电功电功率安全用电》复习指导

wsjdwj 2011-05-19

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《电功电功率安全用电》复习指导

　　1．电能表：测量消耗了多少电能（即电功）的仪器。

　　电能表的参数：①3000R/KW·h──每消耗1KW·h的电能，转盘转3000转（要会根据一定时间内电能表转盘转过的圈数来计算电功，从而算出电功率）；对于电子式电能表，其参数为imp/KW·h──每消耗1KW·h的电能，指示灯闪烁的次数。②220V──额定电压（正常工作时的电压）为220V。③10A（40A）──长时间工作最大电流为10A（短时间内最大电流为40A）。④根据电能表的参数计算出家庭电路中的最大总功率P=UI=220V×10A=2200W。

　　2．电功（W）：电流做功的过程就是电能转化为其它形式能（如：内能、机械能和化学能等）的过程。电功的单位是焦耳（J），常用的电功单位是千瓦时（度）。1千瓦时=焦耳。电功的计算公式W=UIt是电功的基本计算公式，适用于任何电路。根据W=Pt，也可以计算电功，但是，根据I=U/R推出的电功的两个计算公式：和只适用于计算将电能完全转化为内能的用电器的电功。

　　3．电功率（P）：电功和电功率是既有联系又有区别的两个物理量。电功率表示电流做功的快慢，即电流在单位时间内做的功。单位：瓦特（W），1W=1J/s。公式P=UI是计算电功率的基本公式。另两个公式P=I²R，P=U²/R是根据P=UI结合欧姆定律I=U/R推出的，仅适用于将电能完全转化为内能的用电器或电路。

　　用电器上标出的正常工作时，应接到的电压叫做额定电压。用电器在额定电压下工作（正常工作）时的功率称为额定功率。例如“220V 100W”表示这个用电器接在额定电压220V下工作时，发出的功率是100W。（根据P=UI=U²/R，变形得到：I=P/U；R=U²/P，利用这两个变形公式，根据用电器的额定电压和额定功率，可算出正常工作时的电流以及用电器的电阻）

　　实际功率是指用电器在某一电压下工作时的功率，它随用电器的工作条件的变化而变化，当实际加在用电器两端的电压为额定电压时，实际功率就等于额定功率。当加在用电器两端的电压小于或大于额定电压时，实际功率就小于或大于额定功率，一般情况下这是不允许的，使用用电器时，必须使加在用电器两端电压等于或接近于额定电压，这样用电器才不至于损坏。

　　4．测量小电灯的功率实验

　　①原理：P=UI ②测量工具：电压表，电流表

　　③滑动变阻器的作用：改变电灯两端的电压。

　　④电路图：

　　⑤结论：A．若U_实>U_额，则P_实>P_额

　　若U_实=U_额，则P_实=P_额

　　若U_实<U_额，则P_实<P_额

　　B．电灯的亮度取决于它的实际功率。

　　⑥注意：A．不能用多次测量取平均值的方法计算小灯泡电功率。

　　B．观察实验数据，还会发现小灯泡的电阻会随电压、电流而改变，这是因为电压、电流影响灯丝的温度，从而影响电阻。但在有关计算中，为了简便，常忽略灯丝电阻的变化，此时根据R=U²/P，有：P_实/P_额=（U_实/U_额）²（若实际电压是额定电压的二分之一，则实际功率就是额定功率的四分之一。以此类推）

　　5．电流的热效应及焦耳定律

　　电流通过用电器会产生热量，简称电热（Q）。将消耗的电能全部转化为内能的装置是电热器，如：电饭锅、电热水器、电熨斗、电烙铁、电炉等（即所谓的纯电阻电路）。焦耳通过大量实验精确地确定了电流产生热量跟电流强度、电阻和时间的关系：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。即：Q=I²Rt。它适用于任何用电器热量的计算。

　　当电流通过导体做功，将电能全部转化为内能（即上面提到的纯电阻电路）时，电功等于电热。即。当电路中含有电动机时，电路消耗的电能只有一小部分转化为内能，绝大部分转化成了机械能。即（E表示产生的机械能），这时。这样我们计算电功应该用，而电热只能用公式计算。

　　6．家庭安全用电

　　家庭电路的基本组成：进户线（电源线）、电能表、阐刀开关、熔断器（或空气开关）、开关、插座、用电器等。

　　进户线：火线和零线之间的电压为220V,火线和地之间电压为220V，零线和地之间的电压为零。

　　熔断器：熔丝由电阻较大、熔点较低的铅锑合金制成，熔丝的作用是：当电路中的电流过大时，达到到熔丝的熔点，熔丝熔断，电路自动切断。（千万不能用铁丝或铜丝或更粗的熔丝来代替原来的熔丝）

　　空气开关：当电路中电流过大时，空气开关自动跳闸，切断电路。

　　开关：开关应和它所控制的用电器串联，且接在火线和用电器之间。

　　用电器：家庭电路中的各用电器都是并联的。

　　插座和插头：插座就是用来插用电器的，插座相当于电源。三孔插座接法：“左零右火中接地”（地线一般与埋在地下的金属板相连）。三线插头：有金属外壳的用电器基本上都是三线插头，对应于三孔插座。三线插头的中间那个插头与用电器的金属外壳相连，当插入三孔插座时，就把金属外壳和大地连起来了。作用：当由于电器内部绝缘皮破损或失去绝缘性能时，导致火线与外壳接触使外壳带电而发生触电事故。若有此接地的保护，电流就会通过地线流入大地，不会从人体走，避免了发生触电事故。所以三线插头绝不能通过转换插到两孔插座里，那就失去地线的保护了。

　　测电笔：①构造：金属电极、氖管、弹簧和一个电阻很大的电阻──高电阻。②作用：辨别火线和零线。③使用方法：手接触笔尾的金属电极，笔尖接触电线，若氖管发光，则接触的是火线；若氖管不发光，则接触的是零线。（若前面的零线有断路的情况，则接触后面的零线，氖管也会发光）

　　电路中引起火灾的原因：①电路中电流过大：根据Q=I²Rt，在电阻和通电时间一定时，电流I过大，会导致产生的热量过大，导体温度过高而引发火灾。短路：由于各种原因造成火线和零线直接接触，即发生短路，根据I=U/R,短路处的电阻特别小，则电路中电流I过大。同时工作的用电器总功率过大（超负荷运行）：根据I=P/U，电压不变，功率P越大，干路中的总电流I越大。