電學概述-2
電功率
1.電功率定義 :
如燈泡,藉由發熱,以改變成光的方式.這樣使電氣做功的能力統稱為功率.
2.電如何發熱 :
在電熱器上加上電壓,流有電流即生熱.主要是電熱氣上的電熱線流有電流而生熱的緣故.這種電熱線具
有較大的電阻,且能耐高溫的材料做成.
3.利用焦耳定律來解釋此一關係 : (焦耳屬於功的單位,所產生的熱稱為焦耳熱,以J表示)
H= I²Rt
指A電流在t 秒鐘流經電阻R之導體時,會產生H(J)熱量.
要表出熱量必須換算卡路里 cal .
1J =0.24cal , H= 0.24I²Rt (cal)
例子 : 在10Ω電阻上流有2A電流,請問在5分鐘時所產生熱量多少 ?
H= I²Rt = 2² * 10* 5 * 60 = 12000 J
H= 12000J * 0.24 = 2.88 kcal
(H= 電能=發熱量)
所以電線上流有電流時會因電線上有電阻而產生焦耳熱.當電流過量時,會產生導線熔斷的現象.
或發生大壓降時也要特別注意.
由此可知如果電線沒有回路或再接到負載,是會微微發燙的,但因被空氣降熱帶走降溫.,所以感覺
不到
4. 發熱量H除用焦耳定律取得外,亦可以 H= IVt 表示.
再進一步定義 : 電能在電路上每單位時間內所消耗的能量,通稱為功率,其所使用單位為瓦特(代
號為W) : 1W : 即表示每秒所做的功 (J / S)
P = I²R = IV
電能H的表示方法 :
H = P * t
= P * t * 0.24 (cal)
例 1 :
1kw * h 的瓦特小時 = 1000 w *3600 s =3600 * 1000 (J)
=0.24*3600*10³ = 860 kcal (1kw.h = 860 kcal)
例 2 :
額定電壓100V,1kw電熱器的電熱線切掉一半,此時電熱器將變成多少W ?
假設電熱器電阻為R (使用公式 P = V²/R )
R =100² v / 1000w = 10 Ω
電熱線長度被剪掉1半,電阻也會減少一半
10Ω/2 = 5Ω
這新的功率將為 P' = 100² / 5 Ω = 2000W
故可知電阻減半,功率會成倍增加
例3 :
使用電壓220V之3KW電熱器接於110V電源時,其發熱量應為?
3kW=3*860=2580 Kcal/h
220V降為110V (H=V²/R) H=(1/2V)²/R(固定) 所以功率P會減為1/4倍
2580 * 1/4 = 640 kcal/h
故可以知道電壓下降1倍,功率將下降1/4倍.
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