电子课件-《电工学（第五版）》-A02-9025§1-4.pptVIP

电功率是利用功率表进行测量的，图示为D26—W型便携式单相功率表。 第一章 直流电路 §1-4 电功和电功率 一、电功 电流所做的功，简称电功（即电能），用字母W表示。 W = UIt 式中W、U、I、t的单位分别用J、V、A、s。 1 kW·h = 3.6×106 J 电能的另一个常用单位是千瓦时（kW·h）,即通常所说的1度电，它和焦耳的换算关系为 用来测量电路消耗电能的仪表称为电能表。 电能表 a）机械式 b）电子式 c）预付费式 二、电功率 电流在单位时间内所作的功称为电功率，用字母P表示，单位为瓦特（W）。 对于纯电阻电路，上式还可以写为 或 电压端钮 电流端钮 功率表应按照“发电机端原则”接线，即：电流线圈与负载串联，使电流从电流线圈的发电机端流入；电压线圈与负载并联，使电压线圈的电流也是从发电机端流入。 当负载电阻比功率表电流线圈电阻大得多时，采用电压线圈前接法；当负载电阻比功率表电压线圈电阻小得多时，采用电压线圈后接法。 功率表接线方法 图中“*”表示两线圈的发电机端。 电压线圈前接法 电压线圈后接法 三、电流的热效应 电流通过导体时使导体发热的现象称为电流的热效应。 电流与它流过导体时所产生的热量之间的关系可用下式表示： Q = I2Rt Q的单位是J，这种热也称焦耳热。 如果是纯电阻电路，则电流所做的功与产生的热量相等，即电能全部转换为电路的热能。 如果是非纯电阻电路，例如电路中有电动机、电解槽等负载，电能除部分转化为热能外，还有一部分要转换为机械能、化学能等。 机械能 电 能 发电机 电动机 化学能 电 能 干电池、蓄电池、燃料电池 电解、电镀、电铸 四、负载的额定值 电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压和最大功率分别称为它们的额定电流、额定电压和额定功率。 电气设备在额定功率下的工作状态称为额定工作状态，也称满载。 低于额定功率的工作状态称为轻载。 高于额定功率的工作状态称为过载或超载。 由于过载很容易烧坏用电器，所以一般不允许出现过载。 五、负载获得最大功率的条件 在什么情况下，负载才能获得最大功率？ 总功率 电源内阻消耗的功率 外接负载获得的功率 设电源电动势为E，内阻为r，负载为纯电阻R，则有 利用（R+r）2 = （R－r）2+4Rr，上式可写成 当R = r 时，上式分母值最小，P值最大，所以负载获得最大功率的条件是：负载电阻与电源的内阻相等，即R=r，这时负载获得的最大功率为 由于负载获得最大功率也就是电源输出最大功率，因而这一条件也是电源输出最大功率的条件。 当电动势和内阻均为恒定时，负载功率P随负载电阻R变化的关系曲线如下图所示。 以上结论并不仅限于实际电源，而且适用于有源二端网络变换而来的等效电压源。 当负载电阻与电源内阻相等时，称为负载与电源匹配。这时负载上和电源内阻上消耗的功率相等，但电源的效率即负载功率与电源输出总功率之比只有50%。 在电子电路中，因为信号一般很弱，常要求从信号源获得最大功率，因而必须满足匹配条件。但在电力系统中，输送功率很大，如何提高效率就显得非常重要，必须使电源内阻远小于负载电阻，以减小损耗，提高效率。