第一篇:高二物理《感应电动机》教案
教学目标
一、知识目标
1、知道电磁驱动现象.2、知道三相交变电流可以产生旋转磁场,知道这就是感应电动机的原理.3、知道感应电动机的基本构造:定子和转子.4、知道感应电动机的优点,知道能使用感应电动机是三相交变电流的突出优点.二、能力目标
1、培养学生对知识进行类比分析的能力.2、培养学生接受新事物、解决新问题能力.3、努力培养学生的实际动手操作能力.三、情感目标
1、通过让学生了解我国在磁悬浮列车方面的研究进展,激发他们的爱国热情和立志学习、报效祖国的情感.2、在观察电动机的构造的过程中,使学生养成对新知识和新事物的探索热情.教学建议
1、由于感应电动机的突出优点,使它应用十分广泛、本节对它做了简单的介绍,以开阔学生眼界,增加实际知识.但作为选学内容,对学生没有太高的要求,做些介绍就可以了.2、可以通过回忆前一章习题中提到的电磁驱动现象,本节的关键是通过演示、讲解使学生明白三相交变电流也可以产生旋转磁场,做到电磁驱动,这就是感应电动机的原理.这有利于新旧知识的联系和加强学生学以致用的意识.有条件的可以看实物或带学生参观,以增加实际知识.3、课本中的感应电动机的内容,简要地介绍了感应电动机的转动原理,其中的核心内容是旋转磁场概念.建议教师如果可能的话,应找一台电动机,拆开了让学生看一看各个部分的形状.三相感应电动机在工农业生产中的应用很广泛,最好能让学生看一些实际例子.教学设计示例
感应电动机
教学准备:幻灯片、感应电动机模型、学生电源、旋转磁铁
教学过程:
一、知识回顾
电磁驱动现象说明
二、新课教学:
感应电动机
1、过回忆绍电磁驱动现象:在U形磁铁中间放一个铝框,如果转动磁铁,造成一个旋转磁场.铝框就随着转动.这种电磁驱动现象.告诉学生感应电动机就是应用该原理来工作的.2、旋转磁场的产生方法:
旋转磁铁可以得到旋转磁场
在线圈中通入三相交流电也可以得到旋转磁场.3、感应电动机的结构介绍
定子:固定的电枢称为定子
转子:中间转动的铁心以及铁心上镶嵌的铜条叫转子
4、鼠笼式电动机模型介绍
感应电动机的转子是由铁芯和嵌在铁芯上的闭合导体构成的.闭合导体是由嵌在铁芯凹槽中的铜条(或铝条)和两个铜环(或铝环)连在一起制成的,形状像个鼠笼,所以这种电动机也叫鼠笼式感应电动机.5、感应电动机的转动方向控制
由于感应电动机的构造简单,因此如果要改变转子的转动方向,只需要把定子上的任意两组线圈的电流互换一下就就可以通过改变旋转磁场的旋转方向来改变转子的转动.这种电动机在制造、使用和保养上都比较简单,被广泛应用在工农业生产上。
第二篇:技能培训专题 感应电动机(四)
(2)自耦降压起动
自耦降压起动是利用三相自耦变压器将电动机在起动过程中的端电压降低。起动时,先把开关Q2扳到“起动”位置,当转速接近额定值时,将Q2扳向“工作”位置,切除自耦变压器。
采用自耦降压起动,也同时能使起动电流和起动转矩减小。
正常运行作星形联接或容量较大的鼠笼式异步电动机,常用自耦降压起动。
(3)定子串电阻或电抗降压起动:
起动电流在电阻或电抗上产生压降,使电动机定子绕组上的电压降低,从而限制起动电流。
特点:起动平稳,运行可靠,构造简单。
若用电阻降压起动,还能提高起动阶段的功率因数。起动过程能量损耗大。但一般只用在轻载起动场合。电抗降压用于高电压电动机;电阻降压用于低压电动机
27.6.2.3绕线式转子感应电动机起动方法:
转子串电阻:
既可限制起动电流,又能增大起动转矩,减少起动时间。有较好的起动性能,适合于功率较大的重载起动。
转子串频敏变阻器起动:
频敏变阻器的特点是其电阻随转速上升而自动减小。使电动机能平稳起动。
特点:结构简单,价格便宜,制造容易,运行可靠,维护方便,能自动操作等。能克服串电阻起动中,当功率较大,而起动电流较大时,转矩变化较大引起机械冲击的缺点。
27.7感动电动机的调速
调速就是在同一负载下能得到不同的转速,以满足生产过程的要求。
调速的方法
可见,可通过三个途径进行调速:
改变电源频率f,(变频调速)
改变磁极对数p,(变极调速)
改变转差率S
前两者是鼠笼式电动机的调速方法,后者是绕线式电动机的调速方法。
27.7.1变极调速
异步电动机的转速决定干同步转速,在电源频率不变的情况下,改变定子绕组的极对数p,同步转速就会攻变。如果极对数增加一倍,同步转速就下降—半,电动机的转速相应地也大约下降一半。显然,用这种方法来调速,只能做到一级一级跳跃式地改变转速,不是平滑调速。
这种调速方法是用改变定子绕组的接法来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的,特点如下:
具有较硬的机械特性,稳定性良好;
无转差损耗,效率高;
接线简单、控制方便、价格低;
有级调速,级差较大,不能获得平滑调速;
可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率的平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械,如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等
27.7.2变频调速
当电源的频率改变时,同步转速与频率成正比变化,电动机的转速n也随之而变。
变频调速是改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器,变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类,目前国内大都使用交-直-交变频器。其特点:
效率高,调速过程中没有附加损耗;
应用范围广,可用于笼型异步电动机;
调速范围大,特性硬,精度高;
技术复杂,造价高,维护检修困难。
本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
27.7.3不改变同步转速的调速方法
27.7.3.1改变电源电压调速
当改变电动机的定子电压时,可以得到一组不同的机械特性曲线,从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比,因此最大转矩下降很多,其调速范围较小,使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围,调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机,如专供调压调速用的力矩电动机,或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定运行范围,当调速在2:1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。
27.7.3.2转子串电阻调速
绕线式异步电动机转子串入附加电阻,使电动机的转差率加大,电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大,电动机的转速越低。此方法设备简单,控制方便,但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速,机械特性较软。
27.7.3.3转子串附加电动势调速
串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差,达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收,再利用产生附加的装置,把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式,串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式,多采用晶闸管串级调速,其特点为:
可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上,效率较高;
装置容量与调速范围成正比,投资省,适用于调速范围在额定转速70%-90%的生产机械上;
调速装置故障时可以切换至全速运行,避免停产;
晶闸管串级调速功率因数偏低,谐波影响较大。
本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。
27.8感应电动机的发热、允许温升及冷却方式
27.8.1感应电动机的发热
电机的各种损耗是电机发热的热源。电机内部的主要损耗有
1.基本铜损耗
2.基本铁损耗
电机定、转子铁心齿部和轭部里,通过交变磁通引起的铁损耗,它包括磁滞损耗与涡流损耗两部分,3.机械损耗
机械损耗包括轴承、电刷的摩擦损耗,以及风扇消耗的损耗和转子旋转时冷却介质摩擦的通风损耗。机械损耗与转速有关。
4.附加损耗
附加损耗又称杂散损耗,是指由于谐波磁动势、漏磁通引起的附加铁损耗和附加铜损耗。
以上损耗一部分与电机负载大小无关(如铁损耗、机械损耗和部分附加损耗),故称不变损耗或空载损耗,另一部分与电机负载大小,电流大小有关(如铜耗和部分附加损耗),故称可变损耗。因此在定额下运行,电机输出功率越大,损耗越大,温升越高,为了保证电机各部分绝缘材料的温度不超过极限允许温度,必须规定电机的输出功率为一合理的数值,即电机的额定容量。
27.8.2感应电动机的允许温升
在额定情况下运行,各种功率损耗也都有一定的数值。损耗将使电机发热,如在每单位时间内损耗产生的热量大于发散的热量,电机的温度将升高,直到双方达到热平衡为止,此时电机温度比环境温度或冷却介质温度高,它们之间相差的温度度数称为电机的温升。
电机的温升,不仅取决于损耗的大小,而且与电机的运行情况有关,即使有同样的损耗,长时间运行的电机与短时间运行的电机温升不同,故所定的定额也不同,依据我国有关技术标准的规定,电机的工作制可分为连续、短时、周期和非周期几种。此外,定额的规定和电机的结构型式(如开启式还是封闭式等)、冷却方式、冷却介质等有关,定额还与周围环境(如环境温度、海拔等)有关,运行条件如与规定的不同,则定额应进行修正。
27.8.3感应电动机的冷却方式
27.8.3.1冷却介质
空气氢气其他气体以及水、油等液体,液体好过气体
27.8.3.2冷却方式
电机的冷却方式
电机的冷却方式直接影响到电机的散热,所以改善电机的冷却方式可以降低温升,提高使用寿命。通风冷却又称表面冷却是冷却介质通过机壳、铁心、绕组的绝缘表面,间接将热量带走,这种冷却方法结构较简单,故被广为采用,特别是中、小型电机普遍采用此法。通风冷却又可分为
1、自冷式。电机没有任何特殊的冷却装置,依靠表面的辐射和空气的自然对流进行冷却。这种方法仅适用于数十瓦的微型电机。
2、自扇冷式。内部自扇冷式电机在转子轴上安装有风扇设备,风扇随转子转动,驱使气流吹拂电枢表面从轴向和径向的通风槽中通过,这种方式适用于开启式电机。另一种外部自扇式电机装有内外两层风扇,除了在转轴上装有风扇外,在轴伸的一端装有外风扇,借助外风扇作用将机壳上的热量发散到周围空气中去,这种方式适用于封闭式电机,3、它扇冷式。电机用以冷却空气的风扇不是由电机本身驱动的,而是由另外动力装置独立驱动。如果冷空气直接取自外界,在通过电机后复行放出,则为开启式通风系统,如以一定量的气流在封闭系统内循环,使这一循环气流依次通过电机和冷却器,把电机内部发出的热量传至冷却器而被带走,则为封闭式系统
27.9感应电动机的运行与维护
27.9.1感应电动机的运行
基本原则不能带负荷拉开关
27.9.2感应电动机的维护
27.9.2.1常规维护
27.9.2.2感应电动机初发故障在线检测
例:有一台三相异步电动机,55KW,380V,三角形连接,额定电流104A,额定转速980r/min,起动电流倍数6.5,起动转矩倍数1.8。电网要求所供的起动电流不超过300A,起动时负载转矩不能低于290Nm,试问:
(1)能否用星形-三角形起动;
(2)用自耦变压器起动,该变压器副方电压抽头为73%,64%和55%等三组,应选那种抽头。
解:额定转矩为
负载要求要求起动转矩倍数
电网要求起动电流倍数
(1)星形-三角形起动电网供给的起动电流
星形-三角形起动时起动转矩
故可采用星形-三角形起动
(2)自耦变压器初级侧电流,即电网供给的起动电流
73%电压抽头:变比为,64%电压抽头:变比为,55%电压抽头:变比为,自耦变压器起动时起动转矩
73%电压抽头时
64%电压抽头时
55%电压抽头时
故自耦变压器起动选择64%电压抽头,方能较好地满足电网和负载的起动要求
1.★三相绕线式感应电动机,转子开路时,在定子上加额定电压,从转子滑环上测得电压为,转子绕组接法,每相电阻,每相漏抗,当时,求转子电流的大小和频率、全机械功率。
解转差率
开路时,转子相电势
当时,转子电流频率为
转子电流
全机械功率
2.已知三相铝线感应电动机的数据为,定子接法,,定子铝耗(),转子铝耗(),铁耗,机械损耗,附加损耗。
试计算此电动机的额定转速、负载制动转矩、空载的制动转矩和电磁转矩。
解同步转速为
全机械功率为
电磁功率为
额定负载试的转差率
额定转速
负载制动转矩
空载制动转矩
电磁转矩
第三篇:感应电动机智能软启动器研究
龙源期刊网 http://.cn
感应电动机智能软启动器研究
作者:薛晓 李昊伦
来源:《现代电子技术》2012年第20期
摘要:为了解决三相异步电动机起动电流较大的问题,采用了一种软起动模糊自适应控制器。据其起动特性,将电流误差和误差的变化率作为输入量,晶闸管的控制角作为输出量,设计出一种自调整比例因子的模糊自适应控制算法。随后做了Matlab环境下的仿真实验,并且与常规的PID控制方法和常规模糊控制方法进行比较,得到了模糊自适应控制算法具有优越性的结论。
关键词:软起动; 异步电动机; 模糊自适应; Matlab
中图分类号:TN911-34文献标识码:A
第四篇:高二物理万有引力定律教案
高二物理万有引力定律教案
【摘要】查字典物理网小编编辑整理了高二物理教案:万有引力定律,供广大同学们在暑假期间,复习本门课程,希望能帮助同学们加深记忆,巩固学过的知识!
教学目标
知识与技能
1.了解万有引力定律得出的思路和过程,知道地球上的重物下落与天体运动的统一性。
2.知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力,知道万有引力定律的适用范围。
3.会用万有引力定律解决简单的引力计算问题,知道万有引力定律公式中r的物理意义,了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。
4.了解万有引力定律发现的意义。
过程与方法
1.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程,体会在科学规律发现过程中猜想与求证 的重要性。
2.体会推导过程中的数量关系.情感、态度与价值观
1.感受自然界任何物体间引力的关系,从而体会大自然的奥秘.2.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程和卡文迪许测定万有引力常量的实验,让
学生体会科学家们勇于探索、永不知足的精神和发现真理的曲折与艰辛。
教学重点、难点
1.万有引力定律的推导过程,既是本节课的重点,又是学生理解的难点。
2.由于一般物体间的万有引力极小,学生对此缺乏感性认识。
教学方法
探究、讲授、讨论、练习
教 学 活 动
(一)引入新课
复习回顾上节课的内容
如果行星的运动轨道是圆,则行星将作匀速圆周运动。根据匀速圆周运动的条件可知,行星必然要受到一个引力。牛顿认为这是太阳对行星的引力,那么,太阳对行星的引力F提供行星作匀速圆周运动所需的向心力。
学生活动: 推导得
将V=2r/T代入上式得
利用开普勒第三定律 代入上式
得到:
师生总结:由上式可得出结论:太阳对行星的引力跟行星的质量成正比,跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即:F
教师:牛顿根据其第三定律:太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力,且大小相等。于是提出大胆的设想:既然这个引力与行星的质量成正比,也应跟太阳的质量M成正比。即:F
写成等式就是F=G(其中G为比例常数)
(二)进行新课
教师:牛顿得到这个规律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛顿,你又会想到什么呢? 学生回答基础上教师总结:
猜想一:既然行星与太阳之间的力遵从这个规律,那么其他天体之间的力是否也遵从这个规律呢?(比如说月球与地球之间)
师生: 因为其他天体的运动规律与之类似,根据前面的推导所以月球与地球之间的力,其他行星的卫星和该行星之间的力,都满足上面的规律,而且都是同一种性质的力。
教师:但是牛顿的思考还是没有停止。假如你是牛顿,你又会想到什么呢?
学生回答基础上教师总结:
猜想二:地球与月球之间的力,和地球与其周围物体之间的力是否遵从相同的规律?
教师:地球对月球的引力提供向心力,即F= =ma
地球对其周围物体的力,就是物体受到的重力,即F=mg 从以上推导可知:地球对月球的引力遵从以上规律,即F=G
那么,地球对其周围物体的力是否也满足以上规律呢?即F=G
此等式是否成立呢?
已知:地球半径R=6.37106m , 月球绕地球的轨道半径r=3.8108 m ,月球绕地球的公转周期T=27.3天, 重力加速度g=9.8
(以上数据在当时都已经能够精确测量)
提问:同学们能否通过提供的数据验证关系式F=G 是否成立?
学生回答基础上教师总结:
假设此关系式成立,即F=G
可得: =ma=G F=mg=G
两式相比得: a/g=R2 / r2
但此等式是在以上假设成立的基础上得到的,反过来若能通过其他途径证明此等式成立,也就证明了前面的假设是成立的。代人数据计算:
a/g1/3600
R2 / r21/3600
即a/g=R2 / r2 成立,从而证明以上假设是成立的,说明地球与其周围物体之间的力也遵从相同的规律,即F=G
这就是牛顿当年所做的著名的月-地检验,结果证明他的猜想是正确的。从而验证了地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力,遵守同样的规律。
教师:不过牛顿的思考还是没有停止,假如你是牛顿,此时你又会想到什么呢? 学生回答基础上教师总结:
猜想三:自然界中任何两个物体间的作用力是否都遵从相同的规律?
牛顿在研究了这许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律之后。于是他大胆地把这一规律推广到自然界中任意两个物体间,于1687年正式发表了具有划时代意义的万有引力定律。
万有引力定律
①内容
自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。
②公式
如果用m1和m2表示两个物体的质量,用r表示它们的距离,那么万有引力定律可以用下面的公式来表示(其中G为引力常量)
说明:1.G为引力常量,在SI制中,G=6.6710-11Nm2/kg2.2.万有引力定律中的物体是指质点而言,不能随意应用于一般物体。
a.对于相距很远因而可以看作质点的物体,公式中的r 就是指两个质点间的距离;
b.对均匀的球体,可以看成是质量集中于球心上的质点,这是一种等效的简化处理方法。
教师:牛顿虽然得到了万有引力定律,但并没有很大的实际应用,因为当时他没有办法测定引力常量G的数值。直到一百多年后英国的另一位物理学家卡文迪许才用实验测定了G的数值。
利用多媒体演示说明卡文迪许的扭秤装置及其原理。
扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架,把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力,石英丝就会扭转一个角度。力越大,扭转的角度也越大。反过来,如果测出T形架转过的角度,也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的两端各固定一个小球,再在每个小球的附近各放一个大球,大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律,大球会对小球产生引力,T形架会随之扭转,只要测出其扭转的角度,就可以测出引力的大小。当然由于引力很小,这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子,用一束光射向镜子,经镜子反射后的光射向远处的刻度尺,当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时,刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样,就起到一个化小为大的效果,通过测定光斑的移动,测定了T形架在放置大球前后扭转的角度,从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律,并测定出万有引力恒量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。
卡文迪许测定的G值为6.75410-11 Nm2/kg2,现在公认的G值为6.6710-11 Nm2/kg2。由于万有引力恒量的数值非常小,所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的,我们可以估算一下,两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力有多大(可由学生回答:约6.6710-7N),这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到,如地球对我们的引力大致就是我们的重力,月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大,又是非常惊人的:如太阳对地球的引力达3.561022N。
教师:万有引力定律建立的重要意义
第五篇:高二物理焦耳定律教案
2.5焦耳定律
【教学目标】
(一)知识与技能
1、理解电功的概念,知道电功是指电场力对自由电荷所做的功,理解电功的公式,能进行有关的计算。
2、理解电功率的概念和公式,能进行有关的计算。
3、知道电功率和热功率的区别和联系。
(二)过程与方法
通过推导电功的计算公式和焦耳定律,培养学生的分析、推理能力。
(三)情感、态度与价值观
通过电能与其他形式能量的转化和守恒,进一步掌握能量守恒定律的普遍性。
【教学重点】
电功、电功率的概念、公式;焦耳定律、电热功率的概念、公式。
【教学难点】
电功率和热功率的区别和联系。
【教学过程】
(一)复习
1.串并联电路的性质。2.电流表的改装。
(二)进行新课
1、电功和电功率
教师:请同学们思考下列问题
(1)电场力的功的定义式是什么?(2)电流的定义式是什么? 学生:(1)电场力的功的定义式W=qU
(2)电流的定义式I=
q t教师:投影教材图2.5-1(如图所示)
如图所示,一段电路两端的电压为U,由于这段电路两端有电势差,电路中就有电场存在,电路中的自由电荷在电场力的作
用下发生定向移动,形成电流I,在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少? 学生:在时间t内,通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。
教师:这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中,电场力做了多少功?
学生:在这一过程中,电场力做的功W=qU=IUt
教师:在这段电路中电场力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称电功。电功:
(1)定义:在一段电路中电场力所做的功,就是电流所做的功,简称电功.(2)定义式:W=UIT
教师:电功的定义式用语言如何表述?
学生:电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U,电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。
教师:请同学们说出电功的单位有哪些?
学生:(1)在国际单位制中,电功的单位是焦耳,简称焦,符号是J.(2)电功的常用单位有:千瓦时,俗称“度”,符号是kW·h.说明:使用电功的定义式计算时,要注意电压U的单位用V,电流I的单位用A,通电时间t的单位用s,求出的电功W的单位就是J。
教师:在相同的时间里,电流通过不同用电器所做的功一般不同。例如,在相同时间里,电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。电流做功不仅有多少,而且还有快慢,为了描述电流做功的快慢,引入电功率的概念。
(1)定义:单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。(2)定义式:P=W=IU t(3)单位:瓦(W)、千瓦(kW)
[说明]电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。电流做功快,但做功不一定多;电流做功慢,但做功不一定少。
2、焦耳定律
教师:电流做功,消耗的是电能。电能转化为什么形式的能与电路中的电学元件有关。在纯电阻元件中电能完全转化成内能,于是导体发热。.......设在一段电路中只有纯电阻元件,其电阻为R,通过的电流为I,试计算在时间t内电
流通过此电阻产生的热量Q。
学生:求解产生的热量Q。
解:据欧姆定律加在电阻元件两端的电压U=IR 在时间t内电场力对电阻元件所做的功为W=IUt=I2Rt
由于电路中只有纯电阻元件,故电流所做的功W等于电热Q。产生的热量为
Q=I2Rt
教师指出:这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的,叫焦耳定律,同学们在初中已经学过了。
学生活动:总结热功率的定义、定义式及单位。热功率:
(1)定义:单位时间内发热的功率叫做热功率。(2)定义式:P热=
Q
2=IR t(3)单位:瓦(W)
(三)研究电功率与热功率的区别和联系。
学生:分组讨论总结电功率与热功率的区别和联系。师生共同活动:总结:(1)电功率与热功率的区别
电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率,决定于这段电路两端电压U和通过的电流I的乘积。
热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率,决定于通过这段电路的电流的平方I2和电阻R的乘积。
(2)电功率与热功率的联系
若在电路中只有电阻元件时,电功率与热功率数值相等。即P热=P电 教师指出:
若电路中有电动机或电解槽时,电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能或化学能,只有一少部分转化为内能,这时电功率大于热功率,即P电>P热。
课堂练习
例一: 一个电动机,线圈电阻是0.4欧,当它两端所加的电压为220V时,通过的电流是5A。求(1)电功率是否等于热功率?(2)这台电动机的机械功率是多少?
解:本题涉及三个不同的功率:电动机消耗的电功率P电、电动机发热的功率P热、转化为机械能的功率P机
。三者之间遵从能量守恒定律,即
P电=P热+P机 由焦耳定律,电动机发热的功率为
P热=I2R 电动机消耗的功率,即电流做功的功率为
P电=IU 因此可得电能转化为机械的功率,即电动机所做机械功的功率
P机=P电-P热=IU - I2R
=5 ×220 -52 ×0.4
=1090w 课堂小结
电功
W=UIt
电功率
P=UI
焦耳热
Q=I2Rt
热功率
P=I2R 纯电阻电路:
电功=电热
电功率=热功率
非纯电阻电路:
电功=电热+其它形式的能量
电功率=热功率=其它形式的功率