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功率

功率是指物體在單位時間內所做的的多少,即功率是描述做功快慢的物理量。功的數量一定,時間越短,功率值就越大。求功率的公式為功率=功/時間。功率表徵作功快慢程度的物理量。[1]

單位時間內所作的功稱為功率,用P表示。故功率等於作用力與物體受速度的標量積。

功率簡介

物理意義

表示物體做功快慢的物理量。單位時間內所做的功叫功率。

分類

功率分機械功率和電功率。

1、機械功率:單位時間內所作的功稱為功率,用P表示。故功率等於作用力與物體受速度標量積。

2、電功率是表示消耗電能的快慢的物理量,用P表示,單位是瓦特,簡稱瓦,符號是W。常用單位有千瓦(KW)。1KW=103W1馬力=735瓦。電功率的定義也可以理解為:用電器在1秒內消耗的電能

3、電功率與電能、時間的關係:P=W/t在使用時,單位要統一,單位有兩種可用:(1)、電功率用瓦(W),電能用焦耳(J),時間用秒(S);(2)、電功率用千瓦(KW),電能用千瓦時(KWh,度),時間用小時(h)。[2]

計算公式

1.P=UI (經驗式,適合於任何電路)

2.P=W/t (定義式,適合於任何電路)

3.Q=I2Rt (焦耳定律,適合於任何電路)

4.P=P1+P2+…+Pn (適合於任何電路)

5.W=UIt (經驗式,適合於任何電路)

6.P=I2R (複合公式,只適合於純電阻電路)

7.P=U2/R (複合公式,只適合於純電阻電路)

8.W=Q (經驗式,只適合於純電阻電路。其中W是電流流過導體所做的功,Q是電流流過導體產生的熱)

9.W=I2Rt (複合公式,只適合於純電阻電路)

10.W=U2t/R (複合公式,只適合於純電阻電路)

11.P1:P2=U1:U2=R1:R2 (串聯電路中電功率與電壓、電阻的關係:串聯電路中,電功率之比等於它們所對應的電壓、電阻之比)

12.P1:P2=I1:I2=R2:R1 (並聯電路中電功率與電流、電阻的關係:並聯電路中,電功率之比等於它們所對應的電流之比、等於它們所對應電阻的反比) [3]

單位

1、國際單位: 「瓦特」,簡稱「瓦」,符號是W。

2、常用單位:1 kW=1×1000W

1 MW=1×1000kW=1×1000000W

1馬力=735W 馬力:功率越大轉速越高,汽車的最高速度也越高,常用最大功率來描述汽車的動力性能。最大功率一般用馬力(PS)或千瓦(kW)來表示,1馬力等於0.735千瓦。1W=1J/s。

電功率測量

測量方法

按測量對象,電功率測量分為直流功率測量、單相功率測量、三相系統功率測量和無功功率測量。

1、直流功率測量  

直流電功率P=UI,U為被測電路部分兩端的電壓,I為流過該部分的電流。測量時,可用電壓表和電流表分別測出U和I,將兩者相乘得到P;也可用功率表直接測得P。若負載電阻R已知,則只需測出U或I, 再按公式P=U2/R=I2R計算出功率。

2、單相(有功)功率測量

對於單相正弦交流電路,功率P=UIcosφ,U、I分別為交流電壓、電流的有效值,φ是電壓和電流相量間的夾角。此功率反映單位時間消耗的能量,所以又稱有功功率。單相功率常採用功率表直接測量。

3、三相系統功率測量

對於三相四線制,可用三個功率表分別測得A、B、C3條線與中線N之間的功率,即A、B、C三相的功率,將三者相加即為三相總功率。對於三相三線系統,可將兩個功率表接入三條線A、B、C 中的任兩線中。理論證明,兩表讀數之和即為三相總功率。上述兩種測量方法中,可採用將 三個或兩個功率測量機構裝在一起形成適用於四線制或三線制的三相功率表,電錶指示的即為三相總功率。這兩種方法也適用於三相負載非對稱情況。

4、無功功率測量

單相正弦交流電路中,無功功率Q=UIsinφ。將加在單相功率表上的電壓相位上移後90°,或將流過其中的電流在相位上移前90°,就可利用功率表測量無功功率。對於電壓對稱的三相系統,不難找到移後90°的電壓。功率表的讀數是A相無功功率的倍。對於對稱三相系統,將此讀數乘以,即得三相系統的總無功功率。

如三相三線系統的線電壓對稱而電流不對稱,則可用同樣三個功率表分別接在3條線中,它們的讀數之和除以,即為三相系統總無功功率。

接線規則

功率表接線必須遵守「發電機端」的接線規則,包括如下幾點:[4]

1、功率表標有「*」「±」號的電流端鈕必須接至電源的一端:另一電流端鈕則接至負載端。電流線圈是串聯接入電路的。

2、功率表標有「*」或「±」號的電壓端鈕應接到電源同極性的端子上,而另一個電壓端鈕則跨接到負載的另一端。電壓線圈是並聯接入電路的。如果功率表的接線正確,但發現指針反轉,則應將電流端鈕換接,而不應換接電壓端鈕。

3、功率表有兩種不同的接線方式,功率表電壓線圈兩端的電壓等於負載電壓加上功率表電流線圈的電壓降,即在功率表的讀數中多了電流線圈的功率消耗。因此這種電路接法適用於負載電阻遠比功率表電流線圈電阻大得多的情況。

參考來源

  1. 功率,高中物理網
  2. 電功率的計算公式,有途教育網,2017-12-19
  3. 電功率的計算公式,有途教育網,2017-12-19
  4. 功率表接線技巧,電工天下網,2018-10-18