第4节 计算电功率
# 1. 学习功率的公式
我们已经看到了确定电路功率的公式:通过将以“伏特”为单位电压 乘以 以“安培”为单位的电流,我们得到以“瓦特”为单位的结果。电路示例:

# 2. 如何使用欧姆定律确定电流
在上面的电路中,我们知道电池电压 18 伏和灯电阻 3Ω。使用欧姆定律确定电流,我们得到:

现在我们知道了电流,我们可以将该值乘以电压来确定功率:

这告诉我们,灯正在耗散(释放)108 瓦的功率,大部分以光和热的形式呈现。
# 3. 增加电池电压
让我们尝试采用相同的电路并增加电池的电压,看看会发生什么。直觉告诉我们,电路电流会随着电压的增加而增加,而灯管的电阻保持不变。同样,功率也会增加:

现在,电池的电压是 36 伏而不是 18 伏。灯仍然为电流提供 3 Ω 的电阻。现在的电流是:

如果 I = E/R,并且我们将 E 加倍而 R 保持不变,则电流应该加倍。确实:我们现在有 12 安培的电流,而不是 6 安培。功率呢?

# 4. 提高电池电压对电源有什么影响?
正如我们可能猜想的那样功率增加了,但它增加了很多,为什么? 因为功率是电压乘以电流的函数,电压和电流都是之前值的两倍,所以功率将增加 2 x 2 或 4 倍。
您可以通过将 432 瓦除以 108 瓦并看到它们之间的比率确实为 4 来检查这一点。再次使用代数来处理公式,我们可以采用原始功率公式并对其进行修改变换:
如果我们只知道电压(E)和电阻(R):

如果我们只知道电流 (I) 和电阻 (R):

# 5. 焦耳定律与欧姆定律
一个历史:是 James Prescott Joule,而不是 Georg Simon Ohm,首先发现了功率耗散和通过电阻的电流之间的数学关系。这一发现于 1841 年发表,遵循最后一个方程 (P = I 2 R) 的形式,被称为焦耳定律。
然而,这些功率方程通常与有关电压、电流和电阻(E=IR;I=E/R;和 R=E/I)的欧姆定律方程相关联,以至于它们经常被归功于欧姆的发现。

# 6. 原文参考
# 7. 总结
- 功率以瓦特为单位,用字母“W”表示。
- 焦耳定律:P = I2R;P = IE ; P = E2/R
# 8. 总目录
一次校对:向导协作团队 --- 李坤 (opens new window)
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