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主 编:徐超明 副主编:李 珍、姚华青、陈建新 王平康、刘 强 工作任务: 电流和电压的测量。 电阻器的认识及测量。 电阻元件伏安特性的测试。 电源外特性的测试与分析。 电位的测定与计算。 用伏安法测量电功率。 * * 1.5.1 电功和电功率 1.5.2 用伏安法测量电功率 实训1-10:用伏安法测量电功率 1.5.3 电功率的计算和分析 * * * * 1.电功 电功就是电场力所做的功。 电功的正负与u、i的方向有关。 u和i为关联参考方向时,若dw为正,说明u和i同时为正或同时为负,即电压与电流的实际方向总是相同,电场力做正功,二端元件吸收电能;若dw为负,说明u和i的实际方向相反,电场力做负功,二端元件输出电能。 表达式:dw = udq = uidt 直流:W= UIt SI单位:焦耳(J) 工程上也常用千瓦时(kW·h),千瓦时俗称“度” 1kW·h=3600000J。 * * 1.电功 家用电度表就是用来测量电功的装置。只要用电器工作,电度表就会转动并且显示电场力作功的多少。电功的大小不仅与电压、电流的大小有关,还取决于用电时间的长短。 三相电度表 单相电度表 * * 2.电功率 电功率就是单位时间内电场力所做的功 表达式: 直流:W= UI SI单位是瓦特(W)。 其他常用的单位还有:千瓦(kW)、毫瓦(mW)等。 1kW =1000W,1W=1000mW 当电压和电流的参考方向是非关联时,功率计算式为: p= -ui 或 P= -UI。 * * 2.电功率 用电器铭牌数据上的电压、电流值称额定值 额定值:用电器长期、安全工作条件下的最高限值,一般在出厂时标定。 额定电功率反映了用电器在额定条件下能量转换的本领。 如:额定值为“220V、1000W”的电动机,是指该电动机运行在220V电压时、1秒钟内可将1000焦耳的电能转换成机械能和热能;“220V、40W”的电灯,说明在它两端加220V电压时,1秒钟内它可将40焦耳的电能转换成光能和热能。 * * 实训1-10:用伏安法测量电功率 实训流程: (1)根据图所示的灯泡照明电路接线。电源电压选择为+12V,R0模拟实际电压源的内阻,取51Ω。R为灯泡(12V/0.1A),RP为阻值为470Ω的可变电阻器。 (2)闭合开关,调节电阻器RP,观察照明电路中灯泡的亮度。 (3)用数字万用表的电压挡或数字电压表,测量照明电路中电源、灯泡两端的电压,并将所测数据记录在表中。 注:假定电流的参考方向如图所示,则电流表极性接法如图所示。采用关联参考方向时,电压表极性接法如图所示。 * * 实训1-10:用伏安法测量电功率 实训流程: (4)用数字万用表的电流挡或数字电流表,测量照明电路中的电流,并将所测数据记录在表中。连接时,注意电流表的极性。 (5)改变电阻器RP的阻值,重复步骤(3)和(4),记录所测数据。 (6)利用电功率公式分别计算电源和负载的电功率值。 * * 实训1-10:用伏安法测量电功率 实训流程: 结论: (1)可变电阻器阻值增大,照明电路中的灯泡的亮度是 (增大/降低),说明灯泡上实际消耗的功率是 (增大/降低)。 (2)电源电压的方向与流过电源的电流方向是 (关联/非关联)方向。 (3)电源的电功率是 (大于零/小于零),说明是 (发出/吸收)能量;负载的电功率是 (大于零/小于零),说明是 (发出/吸收)能量。 * * u i参考方向关联 p=u×i u i参考方向非关联 p= - u×i 1、计算公式讨论 2、 规定:(无论参考方向是否关联) p>0 消耗功率(吸收功率)是负载 p<0 发出功率(释放功率)是电源 直流功率:P=±UI 交流功率:p=±ui ∑P消耗= ∑P发出 3、电路中遵循能量守恒定律: * * 4、电阻元件 在关联参考方向下,电阻的功率为 在非关联参考方向下,电阻的功率为 因此,电阻元件的功率与通过该元件的电流的平方或电压的平方成正比,且恒大于零。说明电阻元件是一个只消耗电能的元件,又称为耗能元件。 直流电路中
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