实训任务15电功率的测试和分析

1、 主主 编：徐超明编：徐超明副主编：李副主编：李 珍、姚华青、陈建新珍、姚华青、陈建新 王平康、刘王平康、刘 强强 工作任务： 电流和电压的测量。 电阻器的认识及测量。 电阻元件伏安特性的测试。 电源外特性的测试与分析。 电位的测定与计算。 用伏安法测量电功率。2022-6-1921.5.1 1.5.1 电功和电功率电功和电功率1.5.2 1.5.2 用伏安法测量电功率用伏安法测量电功率实训实训1-101-10：用伏安法测量电功率：用伏安法测量电功率1.5.3 1.5.3 电功率的计算和分析电功率的计算和分析2022-6-1932022-6-1941.1.电功电功电功就是电场力所做的功。电功就

2、是电场力所做的功。电电功功的正负与的正负与u u、i i的方向有关。的方向有关。u u和和i i为关联参考方向时，若为关联参考方向时，若dwdw为正为正，说明，说明u u和和i i同时为正同时为正或同时为负，即电压与电流的实际方向总是相同，电场力或同时为负，即电压与电流的实际方向总是相同，电场力做正功，二端元件做正功，二端元件吸收电能吸收电能；若；若dwdw为负为负，说明，说明u u和和i i的实际的实际方向相反，电场力做负功，二端元件方向相反，电场力做负功，二端元件输出电能输出电能。表达式：表达式：dw = udq = uidt直流：直流：W= UItSISI单位单位: :焦耳（焦耳（J J

3、）工程上也常用千瓦时（工程上也常用千瓦时（kWhkWh）, ,千瓦时俗称千瓦时俗称“度度”1kWh=3600000J1kWh=3600000J。2022-6-1951.1.电功电功 家用电度表就是用来测量电功的装置。家用电度表就是用来测量电功的装置。只要用电器工作，电度表就会转动并且显示只要用电器工作，电度表就会转动并且显示电场力作功的多少。电功的大小不仅与电压电场力作功的多少。电功的大小不仅与电压、电流的大小有关，还取决于用电时间的长、电流的大小有关，还取决于用电时间的长短。短。三相电度表三相电度表单相电度表单相电度表2022-6-1962.2.电功率电功率电功率就是单位时间内电场力所做的功

4、电功率就是单位时间内电场力所做的功表达式：表达式：直流：直流：W= UIdwpuidtSI单位是瓦特（单位是瓦特（W）。）。其他常用的单位还有：千瓦（其他常用的单位还有：千瓦（kW）、毫瓦（）、毫瓦（mW）等。）等。1kW =1000W，1W=1000mW当电压和电流的参考方向是当电压和电流的参考方向是非关联非关联时，功率计算式为：时，功率计算式为： p= -ui 或或 P= -UI。2022-6-1972.2.电功率电功率 用电器铭牌数据上的电压、电流值称额定值用电器铭牌数据上的电压、电流值称额定值 额定值额定值：用电器长期、安全工作条件下的最高限值，：用电器长期、安全工作条件下的最高限值，

5、一般在出厂时标定。一般在出厂时标定。 额定电功率额定电功率反映了用电器在额定条件下能量转换的本反映了用电器在额定条件下能量转换的本领。领。 如如：额定值为：额定值为“220V、1000W”的电动机，是指该电的电动机，是指该电动机运行在动机运行在220V电压时、电压时、1秒钟内可将秒钟内可将1000焦耳的电能转焦耳的电能转换成机械能和热能；换成机械能和热能；“220V、40W”的电灯，说明在它两的电灯，说明在它两端加端加220V电压时，电压时，1秒钟内它可将秒钟内它可将40焦耳的电能转换成光焦耳的电能转换成光能和热能。能和热能。2022-6-198实训实训1-10：用伏安法测量电功率：用伏安法测

6、量电功率实训流程：实训流程：（1）根据图所示的灯泡照明电）根据图所示的灯泡照明电路接线。电源电压选择为路接线。电源电压选择为12V，R0模拟实际电压源的内阻，取模拟实际电压源的内阻，取51。R为灯泡（为灯泡（12V/0.1A），），RP为阻为阻值为值为470的可变电阻器。的可变电阻器。（2）闭合开关，调节电阻器）闭合开关，调节电阻器RP，观察照明电路中灯泡的亮度。，观察照明电路中灯泡的亮度。（3）用数字万用表的电压挡或数字电压表，测量照明电路中电源、灯泡）用数字万用表的电压挡或数字电压表，测量照明电路中电源、灯泡两端的电压，并将所测数据记录在表中。两端的电压，并将所测数据记录在表中。注：假定电

7、流的参考方向如图所示，则电流表极性接法如图所示。采用注：假定电流的参考方向如图所示，则电流表极性接法如图所示。采用关联参考方向时，电压表极性接法如图所示。关联参考方向时，电压表极性接法如图所示。2022-6-199实训实训1-10：用伏安法测量电功率：用伏安法测量电功率实训流程：实训流程：（4）用数字万用表的电流挡或数字电流表，测量照明电路中的电流，并将）用数字万用表的电流挡或数字电流表，测量照明电路中的电流，并将所测数据记录在表中。连接时，注意电流表的极性。所测数据记录在表中。连接时，注意电流表的极性。（5）改变电阻器）改变电阻器RP的阻值，重复步骤（的阻值，重复步骤（3）和（）和（4），记

8、录所测数据。），记录所测数据。（6）利用电功率公式分别计算电源和负载的电功率值。）利用电功率公式分别计算电源和负载的电功率值。2022-6-1910实训实训1-10：用伏安法测量电功率：用伏安法测量电功率实训流程：实训流程：结论：结论：（1）可变电阻器阻值增大，照明电路中的灯泡的亮度是）可变电阻器阻值增大，照明电路中的灯泡的亮度是 （增大（增大/降低），说明灯泡上实际消耗的功率是降低），说明灯泡上实际消耗的功率是 （增大（增大/降低）。降低）。（2）电源电压的方向与流过电源的电流方向是）电源电压的方向与流过电源的电流方向是 （关联（关联/非关非关联）方向。联）方向。（3）电源的电功率是）电源的

9、电功率是 （大于零（大于零/小于零），说明是小于零），说明是 （发出发出/吸收）能量；负载的电功率是吸收）能量；负载的电功率是 （大于零（大于零/小于零），说明小于零），说明是是 （发出（发出/吸收）能量。吸收）能量。2022-6-1911u iu i参考方向关联参考方向关联p=up=ui iu iu i参考方向非关联参考方向非关联p= - up= - ui i1、计算公式讨论、计算公式讨论2、 规定：规定：（无论无论参考方向参考方向是否关联）是否关联） p0 消耗功率（吸收功率）消耗功率（吸收功率）是负载是负载 p0 发出功率（释放功率发出功率（释放功率）是电源是电源直流功率：直流功率：P=

10、UI交流功率：交流功率：p=uiP消耗消耗= P发出发出3、电路中遵循能量守恒定律：、电路中遵循能量守恒定律：2022-6-19124、电阻元件、电阻元件在关联参考方向下，电阻的功率为在关联参考方向下，电阻的功率为22upuii R0R在非关联参考方向下，电阻的功率为在非关联参考方向下，电阻的功率为22upuiiRii R0R （） 因此，电阻元件的功率与通过该元件的电流的平因此，电阻元件的功率与通过该元件的电流的平方或电压的平方成正比，且恒大于零。说明电阻元件是方或电压的平方成正比，且恒大于零。说明电阻元件是一个只消耗电能的元件，又称为一个只消耗电能的元件，又称为耗能元件耗能元件。直流电路中

11、直流电路中22UPI R0R注意：电源元件在电路中，却不一定都是注意：电源元件在电路中，却不一定都是供能供能元件，有可能是元件，有可能是耗能耗能元件。元件。2022-6-1913例：求下图元件的功率，并说明该元件实际上是吸收还是例：求下图元件的功率，并说明该元件实际上是吸收还是发出功率，该元件是耗能元件还是供能元件。发出功率，该元件是耗能元件还是供能元件。解：（解：（a）电压和电流为关联参考方向电压和电流为关联参考方向，元件计算功率为元件计算功率为 P = UI = 52= 10（W） 0 元件实际是吸收功率，元件实际是吸收功率，是耗能元件是耗能元件。（b）电压和电流为电压和电流为非非关联参考方向关联参考方向，元件计算功率为元件计算功率为 P = UI = 52= 10（W） 0 元件实际是吸收功率，元件实际是吸收功率，是耗能元件是耗能元件。题目讲解题目讲解: :下图元件哪些是供能元件，哪些是耗能元件？并求各功率。下图元件哪些是供能元件，哪些是耗能元件？并求各功率。12312345I =4A I = 6AI =10AU =140V U =90VU =60VU =80VU =30