1.3电功率和能量.ppt

1.3 电功率和能量 一、 电功率：单位时间内电场力所做的功。 * * * 电功率可写成 功率的单位：W (瓦) (Watt，瓦特) 能量的单位： J (焦) (Joule，焦耳) 电能的单位还常用度， 1度=1千瓦时 二、功率的计算和判断 1. u, i 关联参考方向 p = ui 表示元件吸收的功率 P0 吸收正功率 (吸收) 即消耗电能 P0 吸收负功率(发出) 即产生电能 + – i u p = ui 表示元件发出的功率 P0 发出正功率 (发出) 即产生电能 P0 发出负功率 (吸收) 即消耗电能 + – i u 2. u, i 非关联参考方向 可见,在 u, i 关联和非关联取向时,功率正负号表示的意义相反. 为了统一功率功率正负的意义,采用如下办法: P吸收0 表示吸收(消耗)功率 P吸收0 表示产生(发出）功率 u, i 非关联取向时: p吸收 = - ui u, i 关联取向时: p吸收=ui 规定: ? 上述功率计算不仅适用于元件，也使用于任意二端网络。 ? 电阻元件在电路中总是消耗(吸收)功率，而电源在电路中可能吸收，也可能发出功率。 + – 5? I UR U1 U2 例 U1=10V， U2=5V。 分别求电源、电阻的功率。 I=UR/5=(U1–U2)/5=(10–5)/5=1 A PR吸收= URI = 5?1 = 5 W0 (关联) PU1吸收= -U1I = -10?1 = -10 W0(非关联) (实为发出功率10W) PU2吸收= U2I = 5?1 = 5 W0(关联） P发= 10 W， P吸= 5+5=10 W PR+PU1+PU2=0 即P发=P吸 (功率守恒) 二端元件或二端网络从t0到t时间内吸收的电能为 在实际应用中感到这些 SI 单位太大或太小时，可以加上如下表的国际单位制的词头，构成SI的十进倍数或分数单位。 仔细读懂下面例题 例： 右下图电路，若已知元件吸收功率为－20W，电压U=5V，求电流I。 + U I 元 件 解： 由图可知UI为关联参考方向，因此: I = P U = －20 5 = －4A 例： 右下图电路，若已知元件中电流为I=－100A，电压U=10V，求电功率P，并说明元件是电源还是负载。 + U I 元 件 解： 由图可知UI为非关联参考方向，因此: P = UI = 10×(-100) = 1000W 元件吸收正功率，说明元件是负载。 思考 回答 在电路分析中，引入参考方向的目的是什么？ 应用参考方向时，你能说明“正、负”、“加、减” 及“相同、相反”这几对词的不同之处吗？ 电路分析中引入参考方向的目的是为分析和计算电路提供方便和依据。应用参考方向时，“正、负”是指在参考方向下，电压和电流的数值前面的正、负号，若参考方向下一个电流为“－2A”，说明它的实际方向与参考方向相反，参考方向下一个电压为“＋20V”，说明其实际方向与参考方向一致；“加、减”指参考方向下列写电路方程式时，各项前面的正、负符号；“相同、相反”则是指电压、电流是否为关联参考方向， “相同”是指电压、电流参考方向关联，“相反”指的是电压、电流参考方向非关联。 例 在下图电路中，已知U1=1V, U2=-6V, U3=-4V,  U4=5V, U5=-10V, I1=1A, I2=-3A , I3=4A, I4=-1A,  I5=-3A。试求：(1) 各二端元件吸收的功率； (2) 整个电路吸收的功率。 *