纯电阻电路和非纯电阻电路

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2013/3/3,#,单击此处编辑母版标题样式,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,从能量转化的角度看，纯电阻电路是将电能,全部转化为热能，即电功等于电热。例如：日常,生活中的白炽灯、电炉子、电饭锅等纯电阻电路,工作时,W,=,Q,。而非纯电阻电路是电流做功将电能,主要转化为其他形式的能量，但还有一部分电能,转化为了热能，此时电功大于电热。例如：在电,动机转动、电铃、蓄电池,(,充电,),等这些非纯电阻,的电路中,W,Q,。特别是涉及非纯电阻电路的有关,电功、电热、电功率和发热功率的计算，学生极,容易混淆。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,一、公式分析,1,电功,由,W=UIt,根据欧姆定律,I=,可推导得到,W=I,2,R,和,但欧姆定律公式,I=,只适用于纯电阻电路，所以,W,=,I,2,Rt,和,W=,t,只对纯电阻电路适用，即,W=UIt,适用于所有电,路，,W,=,I,2,Rt,和,只适用于纯电阻电路。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,一、公式分析,2,电,功率,同样道理，由,P=UI,和,I=,可推导得到,P=I,2,R,和,P=,，,而,P=I,2,R,和,P=,也只适用于纯电阻电路，即,P=UI,适用于,所有电路，,P=I,2,R,和,P=,只适用于纯电阻电路。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,一、公式分析,3,电热,由焦耳定律公式,Q=I,2,Rt,和,I=,可推导得到,Q=Uit,和,Q= t,，很明显,Q=Uit,和,Q= t,只对纯电,阻电路适用，即,Q=I,2,Rt,适用于所有电路，,Q=UIt,和,Q= t,只适用于纯电阻电路。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,一、公式分析,以电动机为例，同学们在遇到非纯电阻电路时，,可牢记以下公式，解答所消耗的电能和产生的热能。,电动机工作时所消耗的电能大部分转化为机械能，一,小部分才转化为热能。因此，在计算电动机电路可用,以下公式。电流做功是所消耗的总能量,W,总,=UIt,；工,作时所产生的热能,Q=W,热,=I,2,Rt,；所转化的机械能,W,机,W,总,-W,热,UIt-I,2,Rt,。电流做功的功率,P,总,=UI,；,其发热功率,P,热,=I,2,R,；转化的机械能功率,P,机,=P,总,-P,热,UI-I,2,R,。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二,、,例题分析,例,1,、,一个电动机的线圈电阻是,4.4,，当把它接在,220V,电压下工作,10min,。已知：通过线圈的,电流是,5A,这时电动机做功,_J,， 线,圈产生的热量是,_J,。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二,、,例题分析,例,1,、,一个电动机的线圈电阻是,4.4,，当把它接在,220V,电压下工作,10min,。已知：通过线圈的,电流是,5A,这时电动机做功,_J,， 线,圈产生的热量是,_J,。,解析：,电动机为非纯电阻电路，求电流所做的功只能用,W=UIt=220V5A600s=6.610,5,；求电流产生,的热量只能用,Q=I2Rt=(5A)24.4600s=6.610,4,J,。,【,点评,】,电动机是将电能转化为机械能的机器，其中只有部分,能量消耗在线圈发热上，是一个非纯电阻电路，计算,电流做功只能用,W=UIt,，计算电热只能用,Q=I,2,Rt,。,6.610,5,6.610,4,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二,、,例题分析,例,2,某电动机线圈电阻为,1,，接在,220V,的直流电,压下，工作电流为,1A,，则电动机消耗的电功,率为,_W,；发热损耗的电功率为,_ W,；,转化为机械能的功率为,_ W,。,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二,、,例题分析,例,2,某电动机线圈电阻为,1,，接在,220V,的直流电,压下，工作电流为,1A,，则电动机消耗的电功,率为,_W,；发热损耗的电功率为,_ W,；,转化为机械能的功率为,_ W,。,解析：,电动机消耗的电功率为总功率,P,总,=UI=220V1A= 220W,；,发热损耗的电功率,P,热,= I,2,R=1A,）,2,1=1W,；,转化为机械能的功率为,P,机,= P,总, P,热,=220W - 1W = 219W,【点评】在非纯电阻电路中计算电功率的三个公式,P = UI,、,P = I2 R,、,P=,不能等效互换，,其中公式,P = UI,可计算电动机消耗的总功率；,P = I,2,R,只能计算发热损耗的电功率；,P=,已不能再用。转化为机械能的功率可用电动机消耗,的总功率减去发热损耗的电功率即可。,220,1,219,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二,、,例题分析,例,2,电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转,化的角度看它主要是把电能转化为机械能，,还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉,现有一台电动机，当电动机两端加,220V,电压时,通过电动机线圈的电流为,50A,。问：,（,1,）,每分钟该电动机消耗的电能是多少？,（,2,）,已知电流通过导体时产生的热量,Q= I,2,R t,（其,中,I,、,R,和,t,分别表示通过导体的电流、导体的电,阻和通电时间），若该电动机线圈的电阻是,0.4,，则线圈每分钟产生的热量是多少,?,（,3,）这台电动机每分钟所做的机械功是多少,?,非纯电阻电路电功及电功率问题例析,二,、,例题分析,解析：,（,1,）消耗的电能,W,总,=UIt=220V50A60s=6.6105J,（,2,）产生的热量,Q,热,= I,2,R t=(50A)20.460s=6104J,（,3,）所做的机械功,W,机,=W,总,-Q,热,=6.6105J,6104J=6105J,。,【,点评,】,对于此题的第,1,问直接用公式,W,总,=UIt,解答，第,2,问用公式,Q,热,= I,2,R t,即可，但一定不能用其它公式解答，第,3,问中的机,械能应用消耗的总的电能减去电能转化为内能的部分，,即,W,机,=W,总,Q,热,。,