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[!--downpath--]高中數學常見試題:估算電加熱問題。 在估算之前,總是需要確定該電路是否是純內阻電路。 好難的孩子! 來吧,老師已經總結過了!
純內阻電路
純內阻電路是通電時只產生熱量的電路,即通電時所有電能都轉化為電路內阻的內能,不對外做功。
純內阻電路中只有內阻、電源和導線,電能不能轉化為熱能以外的能量。
例如:燈、電烙鐵、熨斗等,它們只是產生熱量。 它們都是純內阻電路。
非純內阻電路
因為機箱、電吊扇等不僅產生熱量電功率的計算公式初中,而且還要對外做功,所以這是一個不純的內阻電路。 不純內阻電路中的電能一部分轉化為內阻的內能,一部分轉化為其他形式的能量電功率的計算公式初中,如機箱、風扇等,一部分電能為轉化為機械能。
①純內阻電路(如白熾燈、電爐、電飯鍋、電熨斗、電熱毯、電熨斗、卡轉子電機等)中,電功率等于電熱,即W=Q =Pt=UIt = I2Rt = U2t/R;
②非純內阻電路(富含電機、電吊扇、冰箱、電磁爐、電解槽、充電蓄電池、日光燈等)消耗的電能不僅轉化為內能,還有一部分轉化為內能。機械能(如電動機)或物理能(如電解槽),即:
電動機:W = E 機 + Q(UIt = E 機 + I2Rt)
此時:W>Q(UIt>I2Rt)
在非純內阻電路中,U2t/R既不能表示電功率,也不能表示電熱,因為歐姆定律不再成立。
電力、火力發電
①純內阻電路中,電功率等于熱功率,即P=UI=I2R=U2/R;
②在非純內阻電路中,電功率只能根據P=UI計算,因為在非純內阻電路中,電壓和電流不滿足歐姆定理,這樣形成的熱功率為僅總功率 P= 作為 UI 的一部分,請記住電壓產生的熱量只能通過 P=I2R 來估計。
作為反例,電阻為2Ω的電機,工作電流為15V,電壓為5A,所以:
正常工作時功率為:
P1=UI=15V×5A=75W;
正常工作時,加熱功率為:
P2=I2R=(5A)2×2Ω=50W;
轉換成機械能的功率為:
P3=P1-P2=25W;
非常提醒:
不要以為有電機的電路就一定是不純的內阻電路。 當電機不旋轉時,仍然是純內阻電路。 歐姆定律仍然適用,所有電能都轉化為內能。 只有當電機旋轉時才是不純內阻電路,U>IR,歐姆定律不再適用,大部分電能轉化為機械能。
同樣的情況:
電機電阻為2Ω,工作電流為15V,電壓為5A,所以:
正常工作時功率為:
P1=UI=15V×5A=75W;
正常工作時,加熱功率為:
P2=I2R=(5A)2×2Ω=50W;
轉換成機械能的功率為:
P3=P1-P2=25W;
如果正常工作的電機此時被卡住,電機將不再轉動,成為純內阻電路。
那么此時的電壓也會急劇變化:
I1=U/R=15V/2Ω=7.5A;
加熱功率為:
P4=(I1)2R=U2/R=112.5W;