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电工基础
1.7.3.3 三、纯电阻交流电路的功率
纯电阻交流电路的功率

1.瞬时功率

在纯电阻交流电路中,当电流i流过电阻时,在电阻上要产生热量,把电能转化为热能,电阻上必然有功率消耗。由于流过电阻的电流和电阻两端的电压都是随时间变化的,所以电阻R上消耗的功率也是随时间变化的。

把某一时刻的功率称为瞬时功率,它等于电压瞬时值与电流瞬时值的乘积。瞬时功率用小写字母p表示

p=ui (5-10)

因此,纯电阻交流电路的瞬时功率为

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由式(5-11)做出瞬时功率曲线,如图5-26所示。可见,纯电阻交流电路中的瞬时功率的大小随时间做周期性变化,变化的频率是电流或电压的两倍,它表示任意时刻电路中能量转换的快慢程度。另外,p≥0,其最大值为2UI,最小值为零。

2.平均功率

由于瞬时功率是随时间变化的周期函数,测量和计算都很不方便,所以在实际工作中通常使用平均功率。瞬时功率在一个周期内的平均值称为平均功率,用大写字母P表示。

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图5-26 纯电阻交流电路功率曲线

理论和实践都证明,纯电阻交流电路的平均功率为

P=URI

根据欧姆定律,平均功率还可以表示为

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式中 UR——R两端的电压有效值,单位为V;

I——流过电阻的电流有效值,单位为A;

R——用电器的电阻值,单位为Ω;

P——电阻消耗的平均功率,单位为W。

【例5-8】将一把阻值为484Ω的电烙铁接于978-7-111-49354-9-Chapter05-65.jpg的电源上,

求:1)通过电烙铁的电流,并写出电流解析式。

2)电烙铁的功率,经过2h后电烙铁消耗的电能是多少?

解:1)由已知条件得U=220V,I=U/R=220/484A=0.45A,因为电流与电压同相位,则电流解析式为

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2)电烙铁的功率为

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经过2h后电烙铁消耗的电能是

W=Pt=0.1×2kW·h=0.2kW·h