电功是电流所做的功,电流做功的实质是把电能转换成其他形式的能量。电场力推动电荷做功,发生了能量的转换。在国际单位制中,电功的单位为焦耳(J)。有时电功也用度(kW·h)表示。1度=1 kW·h=3.6×106 J。
功率是指电能量对时间的变化率,也就是在单位时间内电路吸收的电能,用p(P)表示。在交流电路中,功率的计算公式为
在直流电路中有
在国际单位制中,功率的单位为瓦特(W)。常用的功率单位为千瓦(kW)。当元件中流过的电流与其两端电压为关联参考方向时,若P=UI>0,则说明流经元件的电流实际方向与元件两端电压的实际方向是一致的,电场力对正电荷做了功,元件吸收功率;若P=UI<0,则说明流经元件的电流实际方向与元件两端电压的实际方向是相反的,一定有外力克服电场力做了功,元件发出功率。当元件中流过的电流与其两端电压为非关联参考方向时,上述结论正好相反。
电路元件在t0~t时间内所消耗或提供的能量W为
直流时:
例1.1 在如图1.6所示直流电路中,U1=5V,U2=-8V,U3=6V,I=4A,求各电路元件吸收或发出的功率P1、P2、P3,并求整段电路的功率P。
图1.6 例1.1图(www.xing528.com)
解:
对元件1,其电流和电压为关联参考方向,且P1=U1I=5×4=20(W)>0,所以,元件1吸收功率20 W。
对元件2,其电流和电压为非关联参考方向,且P2=-U2I=8×4=32(W)>0,所以,元件2吸收功率32 W。
对元件3,其电流和电压为非关联参考方向,且P3=-U3I=-6×4=-24(W)<0,所以,元件3发出功率24 W。
设吸收功率为正,发出功率为负,则整段电路的功率P为
P=20+32-24=2(8W)
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