跳轉到內容

FHSST 物理/電學/電路中的功率

來自華夏公益教科書,開放書籍,為開放世界
免費高中科學教科書:高中物理學習教材
主頁 - << 上一章(靜電學) - 下一章(磁鐵和電磁學) >>
電學
電荷流動 - 電路 - 電壓和電流 - 電阻 - 實際電路中的電壓和電流 - 電壓、電流和電阻之間的關係

- 歐姆定律類比 - 電路中的功率 - 計算電功率 - 電阻器 - 非線性傳導 - 電路佈線 - 電壓降的極性 - 串聯和並聯 - 簡單串聯電路 - 簡單並聯電路 - 功率計算 - 使用歐姆定律 - 導體尺寸 - 保險絲 - 重要方程式和量

電路中的功率

[編輯 | 編輯原始碼]

除了電壓和電流外,還有另一個衡量電路中自由電子活動的方法:功率。首先,我們需要了解功率到底是什麼,然後才能在任何電路中分析它。

功率是衡量在給定時間內可以完成多少工作的指標。通常定義為抵抗重力作用將物體提升的程度。物體的重量越重或提升的高度越高,所做的功就越多。功率衡量的是標準量的功完成的速度。

在電路中,功率是電壓和電流的函式。

在這種情況下,功率 (P) 恰好等於電流 (I) 乘以電壓 (E),而不僅僅是與 IE 成比例。使用此公式時,功率的測量單位是瓦特,用字母“W”縮寫。

必須理解的是,電壓或電流本身並不構成功率。相反,功率是電路中電壓電流的組合。請記住,電壓是每單位電荷的特定功(或勢能),而電流是電荷透過導體的速率。電壓(特定功)類似於將物體抵抗重力提升所做的功。電流(速率)類似於提升物體的速度。作為乘積(相乘)的組合,電壓(功)和電流(速率)構成功率。

高電壓、低電流的電路可能與低電壓、高電流的電路消耗相同的功率。單獨的電壓量或單獨的電流量都不能表明電路中的功率量。

在開路中,源端子之間存在電壓,電流為零,則無論該電壓有多大,消耗的功率都為零。因為 ,任何數乘以零都等於零,因此任何開路中的耗散功率必須為零。

熱量作為副產品

[編輯 | 編輯原始碼]

通常,熱量作為使用電視機或電腦等電器時的“副作用”產生。熱量是功率的形式之一,必須有一種方法來散熱,否則溫度可能會不斷升高,可能導致相關裝置損壞,甚至在極端情況下導致火災。確保始終有足夠的空氣流通,例如在電視機或電腦中;絕不要堵住電視機或電腦機箱上專門提供的開口;這些開口是專門用來散熱的。

通常,電氣或電子物品的“額定值”取決於其允許的最大溫度。例如,電阻器的額定值為 1 瓦。然後它會發熱,但不會過熱,如果其電壓乘以電流不超過 1 瓦;但這隻有在有足夠的空氣可以接觸它來冷卻它時才成立。例如,有些人永遠不會用超過額定功率一半的功率來“負載”額定功率為一定瓦數的電阻器。

例如,電視機或電腦背面的銘牌通常會標明總瓦數,包括轉換為熱量的部分。

華夏公益教科書