一、电功和电功率

1、电功

我们常看到的电机能转、电炉能热、灯泡能发光等,这些用电负荷所标功率是反映它们的工作能力,就是它能出多少力干多少活,动力来源是电所做的功,电是怎么样做的功呢,电功的本质是电流做的功,电流在一定的时间内所做的功就是电功。电功公式如下表示:

W=P·t 因 P=UI 所以 W=UIt

公式中的W为电功,单位为焦耳(瓦特·秒);P为功率,单位瓦;t为时间,单位秒;

在我们日常生产生活中,常说的1度电,就是电功,1度电=KW·h(千瓦·时)。

2、电功率

上式中 P=UI 即为电功率公式, 可以根据公式换形为以下二种 P=I*IR 和P=U*U/R (这个公式是怎么变换的,可以网上查询),U为电压,P为功率,单位瓦;单位伏;I为电流,单位安。

二、欧姆定律

欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者之间的关系。公式如下:

U=IR

示中U为电压,单位V(伏特);I为电流,单位A(安培);R为电阻,单位欧姆(Ω)。

两个或两个以上的电阻首尾相联,如下图1所示:

电炉丝是直流电再串一组线圈其功率会降低吗

图1

三、串联电电路有如下的关系:

1、串联电路中的电流都是相等的即 I=I1=I2 ;

2、串联电路的总电压等于各电阻上电压降之和,即U=U1+U2 ;

3、串联电路的总电阻等于各电阻之各,即R=R1+R2;

4、各电阻的电压降与本电阻的电阻值为正比关系,即电阻大,它上面所分得的电压就大。

公式:R1电阻上所分得的电压U1=R1/(R1+R2)*U R2电阻上所分得的电压U2=R2/(R1+R2)*U

上面罗列了一大堆公式,看着是不是有点懵,但是要讲清楚这个问题,必须涉及到以上的几个公式,现在就根据以上的公式来讲一下“电炉丝是直流电,再串一组线圈,其功率会降低吗?为什么?”这个问题。 

先明确题中的条件与电路形式,可以看出题中电压是直流电,又因为电炉丝为纯电阻电路,在直流电路中,不必考虑功率因数的问题,所以直接适用于P=UI这个功率公式。电路形式为串联形式,电路中串一个线圈,因在直流电路中只考虑电阻成分,所以线圈可视为一个电阻器件,(在交流电路中比较复杂,线圈的感抗与直流电流都要考虑在内,在此不做赘述)。那么这个电路就是两个电阻串联电路,可根据图1所示做分析,图中R1可视为电炉丝,R2可视为线圈电阻。

问题分析:

一、电路中R1(电炉丝)上面的压降的二种况的对比

1、第一种情况是没有线圈在电路,这时电路中R2的阻值为0,

根据U1=R1/(R1+R2)*U 这个公式,可计算出电阻R1上面的电压降为电源电压U。

2、第二种情况有线圈在串联电路中,这时电路中的电阻R2的阻值为线圈的直流电阻。

根据U1=R1/(R1+R2)*U 这个公式,可计算出电阻R1上面的电压降U1会根据R2的加入而变小。R2的阻值越大,R1所分得的电压会越小。

二、电路中电流值I二种情况的对比

1、第一种情况是没有线圈在电路时,因R1电阻值不变,电流等于电源电压除以电阻R1 .

公式为I1=U/R1

2、第二种情况有线圈在串联电路中,因电阻R1上面电压降U1小于U,

公式为I2=(U-U2)/R1

电路中的第一种情况电流I1大于第二种情况的电流I2.

三、电阻R1(电炉丝)所消耗功率在二种情况对比

根据功率公式变换式 P=U*UR可以计算出,第一种情况没有线圈在电路时,电阻R1(电炉丝)所消耗的功率要大于第二种情况加入线圈时的功率。

结论

通过以上看似繁琐的计算公式,一步一步的分析和计算,我们得出了,电路中加入线圈,电炉丝的功率是变小的,变小的值因线圈的直流电阻的大小所决定的。

总结

有的人可能会认为这么简单的结果,直接说出就那么几句话,何必要说得那么复杂呢。这个是一个很典型的电阻串联电路,看似简单,却包涵多种电工公式在里面,如果不知道以上的公式计算,那么只能是雾里看花水中望月,只知其然不知其所以然。做为一名电工是必须要掌握这些基础知识的,高楼大厦都是一砖一瓦一粒粒砂组合而成的,不跬步无以千里,这就是搞技术每一个人所要经历的过程,需要一点一滴的知识的积累,需要长时间的坚持努力,才能够成为一名拿得起放得下的成熟的技术人员。