FHSST 物理/电学/电路中的功率
除了电压和电流外,还有另一个衡量电路中自由电子活动的方法:功率。首先,我们需要了解功率到底是什么,然后才能在任何电路中分析它。
功率是衡量在给定时间内可以完成多少工作的指标。功通常定义为抵抗重力作用将物体提升的程度。物体的重量越重或提升的高度越高,所做的功就越多。功率衡量的是标准量的功完成的速度。
在电路中,功率是电压和电流的函数。
在这种情况下,功率 (P) 恰好等于电流 (I) 乘以电压 (E),而不仅仅是与 IE 成比例。使用此公式时,功率的测量单位是瓦特,用字母“W”缩写。
必须理解的是,电压或电流本身并不构成功率。相反,功率是电路中电压和电流的组合。请记住,电压是每单位电荷的特定功(或势能),而电流是电荷通过导体的速率。电压(特定功)类似于将物体抵抗重力提升所做的功。电流(速率)类似于提升物体的速度。作为乘积(相乘)的组合,电压(功)和电流(速率)构成功率。
高电压、低电流的电路可能与低电压、高电流的电路消耗相同的功率。单独的电压量或单独的电流量都不能表明电路中的功率量。
在开路中,源端子之间存在电压,电流为零,则无论该电压有多大,消耗的功率都为零。因为 且 ,任何数乘以零都等于零,因此任何开路中的耗散功率必须为零。
通常,热量作为使用电视机或电脑等电器时的“副作用”产生。热量是功率的形式之一,必须有一种方法来散热,否则温度可能会不断升高,可能导致相关设备损坏,甚至在极端情况下导致火灾。确保始终有足够的空气流通,例如在电视机或电脑中;绝不要堵住电视机或电脑机箱上专门提供的开口;这些开口是专门用来散热的。
通常,电气或电子物品的“额定值”取决于其允许的最大温度。例如,电阻器的额定值为 1 瓦。然后它会发热,但不会过热,如果其电压乘以电流不超过 1 瓦;但这只有在有足够的空气可以接触它来冷却它时才成立。例如,有些人永远不会用超过额定功率一半的功率来“负载”额定功率为一定瓦数的电阻器。
例如,电视机或电脑背面的铭牌通常会标明总瓦数,包括转换为热量的部分。