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功率

功率( power ),是指物体在单位时间内所做的的多少,即功率是描述做功快慢的物理量。功的数量一定,时间越短,功率值就越大。求功率的公式为功率=功/时间。功率表征作功快慢程度的物理量。[1]

单位时间内所作的功称为功率,用P表示。故功率等于作用力与物体受速度的标量积。

功率简介

物理意义

表示物体做功快慢的物理量。单位时间内所做的功叫功率。

分类

功率分机械功率和电功率。

1、机械功率:单位时间内所作的功称为功率,用P表示。故功率等于作用力与物体受速度标量积。

2、电功率是表示消耗电能的快慢的物理量,用P表示,单位是瓦特,简称瓦,符号是W。常用单位有千瓦(KW)。1KW=103W1马力=735瓦。电功率的定义也可以理解为:用电器在1秒内消耗的电能

3、电功率与电能、时间的关系:P=W/t在使用时,单位要统一,单位有两种可用:(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(KWh,度),时间用小时(h)。[2]

计算公式

1.P=UI (经验式,适合于任何电路)

2.P=W/t (定义式,适合于任何电路)

3.Q=I2Rt (焦耳定律,适合于任何电路)

4.P=P1+P2+…+Pn (适合于任何电路)

5.W=UIt (经验式,适合于任何电路)

6.P=I2R (复合公式,只适合于纯电阻电路)

7.P=U2/R (复合公式,只适合于纯电阻电路)

8.W=Q (经验式,只适合于纯电阻电路。其中W是电流流过导体所做的功,Q是电流流过导体产生的热)

9.W=I2Rt (复合公式,只适合于纯电阻电路)

10.W=U2t/R (复合公式,只适合于纯电阻电路)

11.P1:P2=U1:U2=R1:R2 (串联电路中电功率与电压、电阻的关系:串联电路中,电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比)

12.P1:P2=I1:I2=R2:R1 (并联电路中电功率与电流、电阻的关系:并联电路中,电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比) [3]

单位

1、国际单位: “瓦特”,简称“瓦”,符号是W。

2、常用单位:1 kW=1×1000W

1 MW=1×1000kW=1×1000000W

1马力=735W 马力:功率越大转速越高,汽车的最高速度也越高,常用最大功率来描述汽车的动力性能。最大功率一般用马力(PS)或千瓦(kW)来表示,1马力等于0.735千瓦。1W=1J/s。

电功率测量

测量方法

按测量对象,电功率测量分为直流功率测量、单相功率测量、三相系统功率测量和无功功率测量。

1、直流功率测量  

直流电功率P=UI,U为被测电路部分两端的电压,I为流过该部分的电流。测量时,可用电压表和电流表分别测出U和I,将两者相乘得到P;也可用功率表直接测得P。若负载电阻R已知,则只需测出U或I, 再按公式P=U2/R=I2R计算出功率。

2、单相(有功)功率测量

对于单相正弦交流电路,功率P=UIcosφ,U、I分别为交流电压、电流的有效值,φ是电压和电流相量间的夹角。此功率反映单位时间消耗的能量,所以又称有功功率。单相功率常采用功率表直接测量。

3、三相系统功率测量

对于三相四线制,可用三个功率表分别测得A、B、C3条线与中线N之间的功率,即A、B、C三相的功率,将三者相加即为三相总功率。对于三相三线系统,可将两个功率表接入三条线A、B、C 中的任两线中。理论证明,两表读数之和即为三相总功率。上述两种测量方法中,可采用将 三个或两个功率测量机构装在一起形成适用于四线制或三线制的三相功率表,电表指示的即为三相总功率。这两种方法也适用于三相负载非对称情况。

4、无功功率测量

单相正弦交流电路中,无功功率Q=UIsinφ。将加在单相功率表上的电压相位上移后90°,或将流过其中的电流在相位上移前90°,就可利用功率表测量无功功率。对于电压对称的三相系统,不难找到移后90°的电压。功率表的读数是A相无功功率的倍。对于对称三相系统,将此读数乘以,即得三相系统的总无功功率。

如三相三线系统的线电压对称而电流不对称,则可用同样三个功率表分别接在3条线中,它们的读数之和除以,即为三相系统总无功功率。

接线规则

功率表接线必须遵守“发电机端”的接线规则,包括如下几点:[4]

1、功率表标有“*”“±”号的电流端钮必须接至电源的一端:另一电流端钮则接至负载端。电流线圈是串联接入电路的。

2、功率表标有“*”或“±”号的电压端钮应接到电源同极性的端子上,而另一个电压端钮则跨接到负载的另一端。电压线圈是并联接入电路的。如果功率表的接线正确,但发现指针反转,则应将电流端钮换接,而不应换接电压端钮。

3、功率表有两种不同的接线方式,功率表电压线圈两端的电压等于负载电压加上功率表电流线圈的电压降,即在功率表的读数中多了电流线圈的功率消耗。因此这种电路接法适用于负载电阻远比功率表电流线圈电阻大得多的情况。

參考來源

  1. 功率,高中物理网
  2. 电功率的计算公式,有途教育网,2017-12-19
  3. 电功率的计算公式,有途教育网,2017-12-19
  4. 功率表接线技巧,电工天下网,2018-10-18