2、关于用电器的额定值问题

额定电压是指用电器在正常工作的条件下应加的电压,在这个条件下它消耗的功率就是额定功率,流经它的电流就是它的额定电流。

如果用电器在实际使用时,加在其上的实际电压不等于额定电压,它消耗的功率也不再是额定功率,在这种情况下,一般可以认为用电器的电阻与额定状态下的值是相同的,并据此来进行计算。

[例3] 某一电动机,当电压U1=10V时带不动负载,因此不转动,这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转,这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大?

解:电动机不转时可视为为纯电阻,由欧姆定律得,,这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时,输入的电功率为P电=U2I2=36W,内部消耗的热功率P热==5W,所以机械功率P=31W

由这道例题可知:电动机在启动时电流较大,容易被烧坏;正常运转时电流反而较小。

[例4]某一直流电动机提升重物的装置,如图所示,重物的质量m=50kg,电源提供给电动机的电压为U=110V,不计各种摩擦,当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时,电路中的电流强度I=5.0A,求电动机的线圈电阻大小(取g=10m/s2).

解析:电动机的输入功率P=UI,电动机的输出功率P1=mgv,电动机发热功率P2=I2r

而P2=P - P1,即I2r= UI-mgv

代入数据解得电动机的线圈电阻大小为r=4Ω

[例5] 来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800kV的直线加速器加速,形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L和4L的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n1和n2,则n1∶n2=_______。

解:按定义,

由于各处电流相同,设这段长度为l,其中的质子数为n个,

则由。而

4.电功和电热

电功就是电场力做的功,因此是W=UIt;由焦耳定律,电热Q=I2Rt。其微观解释是:电流通过金属导体时,自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰,使离子的热运动加剧,而电子速率减小,可以认为自由电子只以某一速率定向移动,电能没有转化为电子的动能,只转化为内能。

(1)对纯电阻而言,电功等于电热:W=Q=UIt=I 2R t=

(2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽),由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能,所以电功必然大于电热:W>Q,这时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I 2Rt计算,两式不能通用。

为了更清楚地看出各概念之间区别与联系,列表如下:

注意:1、电功和电热的区别:

(1)纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的,例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、 白炽灯泡等。

(2)非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的,发热不是目的,而是不可避免的热能损失,例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。

在纯电阻电路中,电能全部转化为热能,电功等于电热,即W=UIt=I2Rt=t是通用的,没有区别,同理P=UI=I2R=也无区别,在非纯电阻电路中,电路消耗的电能,即W=UIt分为两部分,一大部分转化为其它形式的能;另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt,这里W=UIt不再等于Q=I2Rt,应该是W=E其它+Q,电 功就只能用W=UIt计算,电热就只能用Q=I2Rt计算。

 0  276262  276270  276276  276280  276286  276288  276292  276298  276300  276306  276312  276316  276318  276322  276328  276330  276336  276340  276342  276346  276348  276352  276354  276356  276357  276358  276360  276361  276362  276364  276366  276370  276372  276376  276378  276382  276388  276390  276396  276400  276402  276406  276412  276418  276420  276426  276430  276432  276438  276442  276448  276456  447090 

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