乔纳森Osbourne

博士学位。马里兰大学
作者发表

乔纳森一个发表作者,最近完成了一本关于物理和应用数学的书。

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权力

乔纳森Osbourne
乔纳森Osbourne

博士学位。马里兰大学
作者发表

乔纳森一个发表作者,最近完成了一本关于物理和应用数学的书。

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权力是电路的能量利用率。我们计算权力的方法是通过等式功率=电流x电位差=(电位差)^2/电阻=电流^2 ×电阻

好了,我们来谈谈电路中的功率,这个想法是为了让电流流过一个电阻或任何电路,我必须给它一些能量。我需要能量来驱动电流通过电路,这实际上是电池的目的。电池会提供能量,很明显,如果你让电路运行更长时间,你就会消耗更多的能量。所以对我们来说,更有用的是功率,也就是能量消耗的比率,我们从能量等于电荷乘以电位差开始这就是电位差的基本定义。但这是能量那能量呢?功率是单位时间内的能量所以当我除以时间时,我要把这个除法和电荷联系起来,所以我得到电荷除以时间乘以电位差。但是电荷除以时间就是电流,所以这就给出了功率p = iv电流乘以电位差的最基本最简单的表达式。

如果你想知道电池向电路提供了多少功率,这通常是你想要使用的。举个例子,4安培的电流通过一个12伏的电池12伏的电池输出4安培的电流我想知道电池给电路的功率是多少。好的,功率等于iv,所以我得到4乘以12 48瓦注意,我们用的都是国际单位制这意味着所有的都是国际单位制。所以如果它是一个功率,它就是瓦特,现在大多数时候当我们问功率的时候我们实际上是在考虑电阻。所以我们可以用欧姆定律重写这个标准公式,因为电流是v / r,这意味着我也可以把功率写成v的平方除以r,我还知道电位差等于电流乘以电阻,这意味着我也可以写成I的平方r,这是三个基本公式,你们在物理入门考试中最常看到的,它们很容易记住。

第一个能量等于iv,就像一个医院,第二个v平方除以r你们应该从向心加速度中认出这个公式你以速度v绕半径r的圆周运动,需要加速度v平方除以r,现在这个v当然是电位差,这个r是电阻。但是听起来还是一样的所以很容易记住但是最后一个我没有一个好方法来记住这个直到六年前我的一个学生说她在什么地方听说过闪烁,闪烁,小星星的力量等于I平方r我觉得很好这些都是非常简单的方法来记住这些公式我该用哪个?这取决于我所掌握的信息。大多数时候我都有阻力所以我不想用iv因为那样我就得计算一些他们甚至没有免费给我的东西对吧?如果我知道电位差,我就用这个,如果我知道电流,我就用这个。

好了,让我们看看这是怎么回事,假设我有一个这样的电路我想知道这个2欧姆的电阻用了多少电,很简单。这个2欧姆的电阻与电池平行,这意味着电位差是6伏,明白了吗?电位差是6,电阻是2所以我们得到了什么?6的平方除以2,v的平方除以r18瓦。这个1欧姆的电阻呢这有点复杂因为我不知道它之间的电势差所以我需要做的是因为这个1欧姆和2欧姆的电阻是串联的我需要计算电流。因为电流在串联中是相同的,6伏总共下降了3欧姆,这意味着电流是2安培,现在我知道了电流,知道了电阻,所以我要用我的闪烁小星星。i平方r所以它是2平方乘以14瓦好吧,在这个2中呢,在这个2中电流是一样的所以它是2平方乘以2所以在另一个2欧姆中是8瓦如果我把它们加在一起,我得到18加4加8总共是30瓦。好了,现在让我们检查一下,我们检查一下因为它总是有用的通过所有的数学来确保我们是正确的。这里有2安培电流这里有多少安培电流?6除以2等于3所以这个臂上有3安培,这个臂上有2安培那么电池中有多少安培电流? 5 because we got to add them together so the 5 come in 3 go down over here and 2 go over here alright.

我有一个6伏特电流5安培的电池那么这个电池能给电路提供多少能量?5乘以6等于30瓦这与我们在这里得到的总功率一致。它必须这样工作输入功率等于输出功率。现在,当你考虑功率的时候,另一个需要考虑的重要事情是当电阻串联在一起时电流是相同的,这意味着我看到的是I²r,这意味着电阻越大,r的次方就越大。所以串联中最小的电阻将使用最小的功率。你可能会想我为什么要这么说?平行时它的工作方式不同,平行时电位差是一样的而不是电流。所以在并行中,我不用I²,因为我不知道,我用v²/ r,这意味着在并行中,最小的电阻使用最大的功率,这是违反直觉的,但这是真的。所以电阻上升功率下降并联组合中最大的电阻使用最小的功率一个简单的思考方法是你不想把回形针插到插座里。为什么? Real small resistance on a parallel circuit equals huge amount of power and your circuit breaker's blow. Alright that's power.

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