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功率|功率计算公式|电功率

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功率概念引入

初中物理的力学与电学中,我们都会接触到功率的概念。我们先来介绍力学功率。

不同的物体,做相同的功,所有的时间是不一样的。这是功率探究的范畴。比如,建筑工人把一百块儿转搬到楼顶要用半个小时,而起重机将一百块儿转搬到楼顶,只需要三分钟。虽然所做的功是一样的,不过用的时间相差很大。起重机用的时间少,相对来看,起重机比人做功更快。我们就说起重机的功率更大,功率到底是如何定义的呢?

功率

功率表示做功的快慢。功与做功时间之比,叫做功率。功率的表达式为:

P=W/t;

其中,W为功,t为做功的时间,P为功率。

功率P的国际单位制是瓦特,符号是W。工程上,我们经常还用千万(kW)作为功率的单位。

1瓦特=1焦/秒,即1W=1J/s;

功率反映了做功的快慢

功率在数值上等于单位时间内力所做的功。

不难看出,功率大,做功快,功率小,做功慢。

功率的大小取决于功与时间的比值。某力做的功多,并不能说明该力的功率大。

同样,某力做的功虽然少,可能功率很大。

电功率的概念

与力学提到的功率类似,电学的电流也会做功,也有对应的电功率

电功率是用来描述电流做功快慢的物理量,电功率指的是单位时间内所做的电功。电功率的定义式为:

P=W/t;

其中,P为电功率,W为电功,t为所研究的时间段。

根据电功的定义是W=UIt可知,电功率与电流和电压的关系:

P=UI;

其中,P为电功率,U为用电器两端的电压,I为通过用电器的电流。

可根据上述公式,来计算用电器的实际用电功率。

“千瓦时”的来历

在上一节《电能和电功》中,我们介绍了千瓦时(kW·h)这个单位,现在我们探讨其由来。

由功率的定义式P=W/t推导可得:

W=Pt;

实际计算中,我们往往并不会研究国际时间单位1s内的电功,大多数是用小时作为时间单位计算的;大多数用电器的功率也都较大,往往取千瓦为单位。

如果P取的单位是千瓦,而时间取的单位是小时,计算得到的电功的单位,就是千瓦时(kW·h)。

千瓦时(kW·h)与焦耳(J)都是功率的单位,它们之间的关系,就如同两个不同的速度单位:km/h与m/s之间的关系。

额定电压与额定功率

用电器正常工作时,两端的电压是额定电压,此时它的电功率是额定功率。

实际情况中,用电器往往不是出于额定电压下,它的电功率不等于额定功率,可以通过关系式P=UI得到其实际功率。

为使用电器能正常工作,同时要保证其使用寿命,应尽量让用电器在额定电压下工作。

电功率的测量

测量电功率,可以使用专用的公里表。但是在初中教学阶段,我们常常是通过测量电压与电流值来间接测量电功率的。

有电功率的表达式P=UI可知,只要测量出用电器两端的电压值与通过用电器的电流值,就能计算出电功率的数值。

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