额定电压 额定功率 实际电压 实际功率

2019-10-03 版权声明 举报文章

一个用电器,不是随便接入某一电路都能正常工作的.所以人们在设计用电器时需要确定用电器在正常工作时的电压即额定电压,和它在额定电压下的功率即额定功率.额定电压和额定功率一般都标在用电器的铭牌上.一个用电器生产出来了,其额定电压、额定功率是确定的,而实际电压、实际功率却是不确定的,要随用电器工作条件的改变而变化.只有用电器两端实际电压等于额定电压时,实际功率才等于额定功率,用电器才能正常工作.

额定电压(U额):用电器正常工作时的电压;

额定功率(P额):用电器在额定电压下的功率;

实际电压:用电器工作时实际加在用电器两端的电压;

实际功率:用电器在实际电压下的功率.

例1下面几个灯泡,都在其额定电压下工作,其中亮度最大的是( ).

A. 220V25W B. 110V40W C. 36V60W D. 24V100W

解析灯泡的亮度由它的实际功率确定,而与它的额定电压、额定功率等因素无关.灯泡的实际功率越大,灯的亮度也就越大.本题中的四只灯泡都在其额定电压下工作,那么四只灯泡的实际功率分别与它的额定功率相等.而“24V100W”的灯的额定功率最大,所以此时它的实际功率最大,亮度也就最大.

答:应选D.

例2甲、乙两灯分别标有“220V40W”和“220V100W”的字样,在以下几种情况中会出现什么现象?

(1) 将它们并联在220V的电源上;(2) 将它们串联在220V的电源上;(3) 将它们串联在440V的电源上.

解析(1) 两灯的额定电压都是220V,并联在220V电源上时,两灯的实际电压都等于额定电压,实际功率等于额定功率,额定功率大的灯泡实际功率大,则乙灯较亮.

(2) 两灯串联在220V的电源上,灯泡两端的电压均小于220V,灯泡的实际功率小于额定功率.题目中已知两灯的额定电压和额定功率,根据公式P额=U2额/R可以先求出两灯的电阻大小.两灯是串联的,则通过两灯的电流是相等的,根据公式P=I2R可知电阻大的灯泡实际功率大,两灯的亮度又决定于电灯实际功率的大小,因此电阻大的灯泡更亮.

甲灯实际电压超出额定电压会烧坏,烧坏后电路断路,乙灯实际电压为零.

会出现两灯均不亮的现象.

点评 有的同学认为两灯额定电压相加等于电源电压,所以甲灯和乙灯的实际电压都是220V,两灯都正常发光,乙灯较亮,这是错误的.

例3标有“6V3W”的小灯泡能不能直接接到9V的电源上?若要使小灯泡接上后正常发光,应怎么办?

解析根据已有的知识不难判断,因为9V已大于灯泡的额定电压6V,如果直接接上去,因实际功率比额定功率大得多,灯泡会烧坏,所以不能直接接入. 若要接,应和灯泡串联一个电阻R再接入,让电阻R分担3V的电压. R的阻值为:

点评 实际功率是由用电器本身的电阻和实际加在用电器两端的电压所决定的功率值.因此,用电器的实际功率不是固定不变的,而是随所加电压的变化而变化的.只有当用电器实际所加电压等于它的额定电压时,用电器的实际功率才跟额定功率相等.

例4灯泡上标有“220V40W”的字样,当加在这个灯泡两端的电压是220V时,灯泡的实际功率是多少?加在这个灯泡两端的电压是110V时,灯泡的实际功率又是多少?

解析灯泡两端的电压是220V时,实际电压等于额定电压,它的实际功率等于额定功率40W,这时灯泡正常发光.

灯泡的实际功率小于40W,灯泡比正常发光时要暗.

点评 电压过低时,虽有电流通过,但灯泡不发光.如果它两端电压高于220V,它的实际功率就要大于40W,这时灯泡比正常发光时更亮,若超过一定限度,灯泡要烧毁(一般用电器也都要损坏).由此可知,一个标有“220V40W”的灯泡,只有接在220V电压的电路中,它的功率才是40W.

例5一用电器有“6V3W”的字样,用电流表测得通过它的电流是300mA,则1min内该用电器实际消耗的电能是( ).

A. 180J B. 10.8J C. 1.8J D. 64.8J

解析本题涉及两个知识点:一是对额定电压、额定功率、实际电压、实际功率的理解;二是电功公式的选取,如果直接用公式W = Pt = 3W × 60s = 180J计算,会选取答案A.

题目中虽然已知用电器的额定电压与额定功率,但应首先确定此用电器是否正常工作,然后才能确定所给的额定功率是否能用.题中已知实际电流I = 0.3A,而用电器正常工作时,I额 = P额/U额 = 3W/6V = 0.5A,故该用电器不能正常工作.

可以认为用电器的电阻不变,那么,R = U2额/P额= (6V)2/3W = 12Ω,

W = I2Rt = (0.3A)2 × 12Ω × 60s = 64.8J.

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