第十五章电功和电热总结

第十五章 电功和电热

一、电能表与电功

1、电能表

（1）电能表是测量用电器消耗电能多少的仪器。有感应式和电子式两种。

在安装电路时，要把电能表接在干路上.

（2）电能常用单位是千瓦时（kW ·h ），又叫“度”，

在物理学中能量的通用单位是焦耳（J ），简称焦。1kW •h=3.6⨯106J 。

（3）几个重要参数：

“220V ”是指额定电压（正常工作时的电压）

“10（20）A ”表示该电能表的基本电流为10A;额定最大电流为20A ；

(该电能表所在电路允许的用电器总功率的最大值为P=UI=220×20=4400w)

“50Hz ”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；

“2500r/k W•h”表示该电能表所在电路每消耗一千瓦时的电能，转盘转过2500转。

（3200imp/kw.h 表示该电能表所在电路每消耗一千瓦时的电能，指示灯闪烁3200次。）

（4）读数 时注意最后一位是小数，读数的单位是千瓦时。

2、电功

（1）电流所做的功叫电功，电流做了多少功就消耗了多少电能，也就是有多少电能转化

为其它形式的能。

电热器工作时将电能转化为内能；电动机工作时将电能转化为机械能（和内能）；

电流通过灯丝时将电能转化为光能和内能。

（2）电功的大小与那些因素有关？

某段电路上的电功，跟这段电路两端的电压、电路中的电流以及通电时间有关。

（3） 电功的计算公式

电功的计算公式为W ＝UIt 。（定义式，普遍适用）

如果一段电路的电阻为R ，根据欧姆定律，电功的计算公式可以推导为：W ＝I 2Rt 或

t R

U W 2

=。（只适用于纯电阻电路以及电热器等电能全部转化为内能的电路，对于电风扇、蓄电池电路不适用）

注意：无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总电能总等于各部分消耗的电能之和。

二、电功率

1、电功率的定义为：用电器在单位时间内消耗的电能

电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，用P 表示，

国际制单位的主单位是瓦特，简称瓦，符号是W 。

常用单位有千瓦（kW ）。1kW = 103W 。

2、计算公式：

（1）P=W/t （定义式，普遍适用） 变形得到W=pt

在使用时，单位要统一，单位有两种统一法：

①电功率用瓦（W ），电能用焦耳（J ），时间用秒（S ）；

②电功率用千瓦（kW ），电能用千瓦时（kW •h ，度），时间用小时（h ）。

（2）电功率的常用计算公式： P=UI （普遍适用）

单位：电功率用瓦（W），电流用安（A），电压用伏（V）。

（3）推导公式：P=I2R P=U2/R（只适用于纯电阻电路以及电热器等电能全部转化为内能的电路，对于电风扇、蓄电池电路不适用）

3、用电器的额定功率和实际功率

（1）用电器在额定电压下工作时消耗的电功率叫做额定功率。灯泡上所标的“220V

100W”中的“100W”，就是指这只灯泡的额定功率。

用电器在实际电压下工作时消耗的电功率叫做实际功率。用电器的实际工作电压与其额

定电压不一定相等，这时它的实际功率也就与其额定功率不相等。

对于一个用电器来说，其额定电压和额定功率是确定不变的。而实际电压和实际功率是

不确定的，它们随用电器工作条件的改变而改变，可能分别等于用电器的额定电压、额定功

率，也可能分别大于或小于用电器的额定电压、额定功率。（如果实际电压为额定电压的1/2，

那么实际功率就为额定功率的1/4。）

（2）电灯的亮度就取决于灯的实际功率。

注意：额定电压、额定电流、额定功率对应于用电器的正常工作状态，而实际电压、实际电流

实际功率对应于用电器的实际工作状态。（一般情况下，理想地认为用电器在这两种状态下的电阻不变）（3）了解一些家用电器的额定功率值：

节能灯10W；日光灯40W

电风扇；冰箱；彩电： 100-200W

洗衣机：500W

电吹风；电饭锅；电水壶；电熨斗：600-800W

微波炉；挂壁式空调；1000W

电热水器；柜式空调2000W

4、电功率的测定

（1）原理：P=UI

（2）器材：：电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡一个

和若干导线。

（3）电路图。

（4）滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变灯泡两端的电压。

（5）实验中应注意：①在连接电路时，开关要处于断开状态；②在闭合开关前，滑动变阻

器的滑片应放置在阻值最大的位置；③电路连好后，要调节滑动变阻器滑片的位置，先后使

电压表的示数等于、小于、略大于小电灯的额定电压，读出电流表对应的示数，计算出小电

灯的功率。并观察小电灯的亮度，分析灯泡亮度与实际功率的关系。

注意：无论是串联电路还是并联电路，电路的总功率总等于各部分功率之和。

三、电热器电流的热效应

1、电流通过导体时电能转化成热的现象叫电流的热效应。

利用电来加热的用电器叫电热器。例如电饭锅、电水壶、电熨斗等。

（电流的三大效应是：热效应、化学效应、磁效应）

2、焦耳定律

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

公式为：Q=I2Rt 。（普遍适用）

当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有Q=W，可用电功公式算Q，

即Q=W=Pt=UIt=I2R t=( U2/R)t。

3、当发电厂电功率一定，送电电压与送电电流成反比，输电时电压越高，电流就越小。此时因为

输电线路上有电阻，根据P=I2R 可知，电流越小时，在电线上消耗的电能就会越少。

所以电厂在输电时提高送电电压，减少电能在输电线路上的损失。

4、电流的热效应对人们有有利的一面（如电炉、电热水器、电热毯等），也有不利的一面

（如电视机、电脑、电动机在工作时产生的热量）。我们要利用有利电热，减少或防止不利电热

（如电视机的散热窗，电脑中的散热风扇，电动机的外壳铁片等）。

四、家庭电路与安全用电

1、家庭电路

（1）家庭电路由：进户线→电能表→总开关→熔断器→用电器、开关、插座等。

电能表要安装在总开关之前，熔断器要安装在总开关之后。

总开关不能倒装。

（2）两根进户线是火线和零线，它们之间的电压是220伏，

（3）可用测电笔来辩别火线和零线。

测电笔构造：由笔尖金属体，笔尾金属体，氖管，高电阻，弹簧组成。

使用时笔尾金属电极与手接触，笔尖金属电极与被测的导线接触

如果测电笔中氖管发光，则所测的是火线，不发光的是零线。

不能用普通的电阻代替高电阻。

（4）所有家用电器和插座都是并联的。而开关则要与它所控制的用电器串联。

（5）三线插座的接法是：左零右火中接地。

2、安全用电

（1）保险丝：是用电阻大，熔点低的铅锑合金制成。利用电流的热效应工作的

它的作用是当电路中有过大的电流时，产生较多的热量，使它的温度达到熔点，

从而熔断，自动切断电路，起到保护电路的作用。

熔丝的规格用额定电流来表示，熔丝越粗，额定电流越大

应使保险丝的额定电流等于或略大于电路的最大正常工作电流。

不要用铜丝、铁丝代替保险丝。

（2）引起电路中电流过大的原因有两个：一是电路发生短路；二是用电器总功率过大。

当线路连接处接触不良时，会使该处的电阻变大，造成局部过热，从而引发火灾。

（3）安全用电的原则是：安全用电的原则是：（1）不接触低压带电体；（2）不靠

近高压带电体；（3）不弄湿用电器；（4）不损坏绝缘体。

3、防止触电

（1）触电是指一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故，触电一般分为单线触电和双线触电。

对人体安全电压是不高于36V.

（2）①保险丝应接在火线上（一根已足够）。

②控制开关也要装在火线上（这样，当断开开关时，用电器与火线脱离接触，人碰到用电器就

不会触电。

③螺丝口灯座的螺旋套要接在零线上。

④有金属外壳的用电器要使用三线插座。（目的是使用电器的金属外壳与地线接通，当人触摸到

漏电的用电器金属外壳时，可避免人体触电。）