电量计算单位(电功率(P)和能量(W))

2023-03-15 09:16:13 百科大全 投稿:一盘搜百科
摘要电路在工作过程中总会伴随着电能与其它形式能量的相互转换,是我们实际电路工作伴随的一种基本形式,在电子电路中我们关注功耗。供电与耗电电功率的定义当正电荷从元件上电压的正极经元件运动到电压的负极时,与此电

电路在工作过程中总会伴随着电能与其它形式能量的相互转换,是我们实际电路工作伴随的一种基本形式,在电子电路中我们关注功耗。

电量计算单位(电功率(P)和能量(W))

供电与耗电

电功率的定义

正电荷从元件上电压的正极经元件运动到电压的负极时,与此电压相应的电场力要对电荷作功,这时候元件是吸收能量,这个通常是我们电路中的电阻负载表现的一种形式;反之,正电荷电压的负极经元件运动到电压正极时,与此电压相应的电场力作负功,元件向外释放能量,这个通常是电源向外做功的过程。

在我们实际的电子电路中,导电体通常是如铝和铜这类金属,所以参与导电的是电子,而在溶液导电中,参与导电的既有正离子又有负离子,电子是带负电的,它在电场力作用下和正电荷运动的方向是相反的,因此和上述定义要加以辨别,其本质是相同的。

电量计算单位(电功率(P)和能量(W))

电子电路原理示意图

电子带负电,在计算中可取一个电子的电荷量为:

电量计算单位(电功率(P)和能量(W))

元电荷或基本电荷的电量

它等于一个电子所带电量的多少,也等于一个质子所带电量的多少,也是一个基本电荷,对离子带电的多少要看它们的价电子,如一个钠离子(Na+)带一个元电荷的电量,但是一个镁离子(Mg2+)带两个元电荷的电量。

如果在dt时间内,有dq电荷量从元件上的正极经历电压u到达电压的负极,dt表示一段时间,dq表示电荷在dt时间内的变化量,是微分表示法,是变化量的一种表达方式。由于元件上A、B两点的电压u等于电场力将单位正电荷从A点移动到B点所做的功,电场力所作的功,也就是元件吸收的能量,表示为:

电量计算单位(电功率(P)和能量(W))

电场力的功

电流的定义表示为如下,这是利用变化量定义的式子

电量计算单位(电功率(P)和能量(W))

电流的微分定义

因此元件吸收的能量可以表示为:

电量计算单位(电功率(P)和能量(W))

电场力的功

功率是能量的导数,也就是能量的变化率,因此功率可表示为:

电量计算单位(电功率(P)和能量(W))

功率表达式

我们计算在一段时间内(t0~t1)元件吸收的能量为:

电量计算单位(电功率(P)和能量(W))

做功的积分表达式

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