一、教学 要求
(一) 掌握 电路中功率的计算;
(二) 理解 线性电阻的特点;
二,重点功率的计算
1.3 电功率和电能
1.4 电阻元件
1.3 电功率和电能一、电功率由电压定义:电场力做功为 dw=udq
由电流定义,dq=idt
∴ dw=udq=uidt
1、定义电功率(简称功率)为单位时间内电流所做的功。
用 p( 交流)或 P( 直流)表示。
表达式:

KW W,:
:
)(,
单位非关联方向时直流交流关联方向时
UIP
UIP
ui
dt
dw
p


2、元件的功率由 P=UI或 P=-UI计算:
若结果 为正( P> 0),元件消耗功率 (电阻性负载);
若结果 为负( P< 0),元件提供功率 (电源)。
二、电能(电流所做的功)
)J(,焦单位
U ItW?
JhKW 6106.3)(11
:
小时千瓦度度常用单位例 1.3 ( p7) 图示为某电路的一部分。已知 I=2A,U1=-2V。
( 1) 求元件 1的功率 P1,并说明是消耗功率还是向外提供功率。
( 2)若 P2=10W( 提供),P3=12W( 消耗),求 U2及 U3。
+
-
U2 2
+- U33
+- U
1
1I
解,( 1) P1= -U1I= -( -2)× 2=4W( 消耗)
( 2) P2=U2I= -10W
( 提供),
P3=U3I=12W( 消耗) V
I
P
U
V
I
P
U
6
2
12
5
2
10
3
3
2
2



例 1.4 ( p8) 图示方框代表电源或电阻,各电压、电流的参考方向均已设定。已知 I1=2A,I2=1A,I3= -1A,U1=7V,
U2=3V,U3=4V,U4=8V,U5=4V 。 求各元件消耗或向外提供的功率 。
解:
( 1)元件 1,4的电压、电流为关联方向
P1= U1I1= 7× 2=14W( 消耗)
P4=U4I3= 8×( -1) = -8W( 提供)
( 2)元件 2,3,5的电压、电流为非关联方向
P2= -U2I1= -3 × 2= -6W( 提供)
P3= -U3I2= -4 × 1= -4W( 提供)
P5= -U5I3= -4 × ( -1) =4W( 消耗)
+
-
U3 3
-+ U44
-+ U
2
2
-
+
U5 5+
-
U1 1
I1 I3I2
提供的功率,P2+ P3 + P4=6+4+8=18W
消耗的功率,P1+P5= 14+4=18W
∴ 功率平衡,结论是正确的。
练习,电路如图,试根据给定的量值及参考方向,求端钮的电压和电路的功率?
解:
Pab=-Uab · I= -( -5) × 2 =10( W)
Uab=3-2 × 4 =-5( V)
Uab=3+2 × 4 =11( V)
Pab=Uab · I= 11× 2 =22( W)
关联参考方向,UR=IR · R; P=U·I
非关联参考方向,UR=-IR · R; P=-U · I
P3V=-3× 2 =-6( W) ---提供电能
P3V= 3× 2 =6( W) ---消耗电能
1.4 电阻元件一、电阻元件及伏安特性
1、电阻电阻是导体阻碍电流流动的本领,电流通过电阻时,在其上消耗功率,沿电流方向要产生电压降。

2、电阻元件其 主要电磁性能 是 消耗能量,而不考虑其它电磁性能的理想化元件。
3、伏安特性
------通过电阻的电流与其两端电压的关系。
------分为线性电阻和非线性电阻。
a b
R
-+ U
( 1)线性电阻的伏安特性 -----电阻值与电压、电流无关,其伏安特性是通过直角坐标原点的直线。
直线斜率的大小表示电阻的大小。
斜率大:表示电阻大;
斜率小:表示电阻小。
( 2)非线性电阻的伏安特性 -----电阻值与电压、电流的大小有关,其伏安特性是曲线。如晶体二极管。
0.4 0.8 UD(V)
I D(mA)
20
40
60
80
100
-60-120-180
-0.1
-1
-10uA
O A
C
正向特性
B反向特性
I
U
0
R
4、电导 -----电阻的倒数
5、欧姆定律关联方向,U=IR
非关联方向,U=-IR
二、电阻元件的功率
( S ),1 西门子单位UIRG
R
U
RIUIP
R
U
RIUIP
2
2
2
2
:
:


非关联方向关联方向可见,电阻元件的功率始终大于零,说明电阻总是消耗能量的。 作业,p21
1.3 1.4