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第十八章 电功率
第一节 电能
1、电功：
定义：电流所做的功叫电功。电功的符号是W
单位：焦耳（焦，J）。电功的常用单位是度，即千瓦时（kW·h）。1kW·h＝3.6×106J
电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。
公式中的物理量：
W——电能——焦耳（J）
U——电压——伏特（V）
I——电流——安培（A）
t——时间——秒（s）
R——电阻——欧姆（Ω）
Q——电荷量——库伦（C）
P——功率——瓦特（W）
1、 电能表：
测量电功的仪表是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。
表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是小数，即1234.5kW·h。用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。
“220 V”表示这个电能表的额定电压是220V，应该在220V的电路中使用。
“10（20 A）”表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20 A。
“50 Hz”表示这个电能表在50 Hz的交流电中使用；
“600 revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过600转。
根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时，可以列比例式：
1、 串并联电路电功特点：
① 在串联电路和并联电路中，电流所做的总功等于各用电器电功之和；
② 串联电路中，各用电器的电功与其电阻成正比，即=;
③ 并联电路中，各用电器的电功与其电阻成反比，即=（各支路通电时间都相同）。
第二节 电功率
1、 电功率：
定义：电流在1秒内所做的功叫电功率。
意义：表示消耗电能的快慢。
符号：P
单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW＝103W
电功率的定义式：P= W=Pt t=
第一种单位：P——电功率——瓦特（W）；W——电功——焦耳（J）；t——通电时间——秒（s）。
第二种单位：P——电功率——千瓦（kW）；W——电功——千瓦时（kW·h）；t——通电时间——小时（h）。
2、串并联电路电功率特点：
① 在串联电路和并联电路中，总功率等于各用电器电功率之和；
② 串联电路中，各用电器的电功率与其电阻成正比，即=;
③ 并联电路中，各用电器的电功率与其电阻成反比，即=。
3、用电器的额定功率和实际功率
额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。
额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。
用电器实际工作时的三种情况：
①U实<U额 P实<P额——用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红）；
②U实>U额 P实>P额——用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝）；
③U实=U额 P实=P额——用电器正常工作。
电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。
灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。
额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。
将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率大。
第四节 焦耳定律及其应用
电流通过导体时电能转化成热（电能转化为内能），这个现象叫做电流的热效应。
焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。（英国物理学家焦耳）
有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式均成立Q=Uit Q=t Q=Pt；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。
利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。
串并联电路电功特点：
① 在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和；
② 串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即=;
③ 并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即=（各支路通电时间都相同）。
U实=U额 P实=P额——用电器正常工作。
电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。
灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。
额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。
将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率大。
第十九章：生活用电
第一节：家庭电路：
家庭电路的组成：家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险丝、开关、电灯、插座、导线等组成。
家庭电路中各部分电路及作用：
1、进户线：进户线有两条，一条是端线，也叫火线，一条是零线。火线与零线之间的电压是220V。火线与地面间的电压为220V。正常情况下，零线之间和地线之间的电压为0V。
2、电能表：电能表安装在家庭电路的干路上，这样才能测出全部家用电器消耗的电能。
3、闸刀开关：闸刀开关安装在家庭电路的干路上，控制整个电路的通断。
4、保险丝：
电路符号：
材料：保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的。（原因：保险丝电阻较大，使得电能转化为热的功率比较大，保险丝温度易升高，达到熔点后就自动熔断。）
保险丝规格：保险丝越粗，额定电流越大。
选择：保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。
连接：保险丝应串联在家庭电路的干路上，且一般只接在火线上。
注意事项：不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替标准的保险丝。因为铜丝的电阻小，产生的热量少，铜的熔点高，不易熔断。
电能表、闸刀开关和保险丝是按照顺序依次连接在家庭电路干路上的。
5、插座
种类：常见的插座有二孔插座（下图左）和三孔插座（下图右）。
安装：把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外壳带电引起的触电事故。（万一用电器的外壳和电源火线之间的绝缘损坏，使外壳带电，电流就会流入大地，不致对人造成伤害。
电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。
灯泡的亮度是由其所消耗的实际电功率决定的，与额定电压和额定功率无关。
额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。
将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率大。
6、用电器（电灯）和开关：
家庭电路中各用电器是并联的。
开关和用电器串联，开关必须串联在火线中。
与灯泡的灯座螺丝口相接的必须是零线。
7、测电笔：用试电笔可以辨别火线和零线。使用时笔尖接触被测的导线，手必须接触笔尾的金属体。用试电笔测火线时氖管会发光；测零线时不会发光。
8、家庭电路中触电的原因：一是站在地上的人触到火线（单线触电），二是站在绝缘体上的人同时接触到火线和零线（双线触电）。
9、触电急救常识：发现有人触电，不能直接去拉触电人，应首先切断电源或用绝缘棒使触电人脱离电源。发生火灾时，要首先切断电源，决不能带电泼水救火。为了安全用电，要做到不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
第二节：家庭电路中电流过大的原因
家庭电路中电流过大的原因：① 发生短路；② 接入电路中的总功率过大。
这两个原因都可以使保险丝熔断。此外，如果保险丝太细（额定电流过小），也容易烧坏。
第二十章：电与磁
第一节 磁现象 磁场
1、 磁现象：
磁性：物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质（吸铁性）的性质叫磁性。
磁体：具有磁性的物体，叫做磁体。磁体具有吸铁性和指向性。
磁体的分类：①形状：条形磁体、蹄形磁体、针形磁体；②来源：天然磁体（磁铁矿石）、人造磁体；③保持磁性的时间长短：硬磁体（永磁体）、软磁体。
磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极在磁体的两端。磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱。
磁体的指向性：可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针，静止后总是一个磁极指南（叫南极，用S表示），另一个磁极指北（叫北极，用N表示）。
无论磁体被摔碎成几块，每一块都有两个磁极。
磁极间的相互作用：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。（若两个物体互相吸引，则有两种可能：①一个物体有磁性，另一个物体无磁性，但含有钢铁、钴、镍一类物质；②两个物体都有磁性，且异名磁极相对。）
磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。
钢和软铁都能被磁化：软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料；钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以钢是制造永磁体的好材料。
2、磁场：
磁场：磁体周围的空间存在着磁场
磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。
磁场的方向：把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向。
磁场中的不同位置，一般说磁场方向不同。
磁感线：在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。这样的曲线叫做磁感线。
对磁感线的认识：
①磁感线是在磁场中的一些假想曲线，本身并不存在，作图时用虚线表示；
②在磁体外部，磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。在磁体内部正好相反。
③磁感线的疏密可以反应磁场的强弱，磁性越强的地方，磁感线越密，磁性越弱的地方，磁感线越稀；
3、地磁场：
地磁场：地球本身是一个巨大的磁体，在地球周围的空间存在着磁场，叫做地磁场。
地磁场的北极在地理南极附近；地磁场的南极在地理北极附近。
小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。
地理的两极和地磁的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北极方向稍有偏离（地磁偏角），世界上最早记述这一现象的人是我国宋代的学者沈括。（《梦溪笔谈》）
第三节 电磁铁 电磁继电器
1、 电磁铁：
定义：插有铁芯的通电螺线管。
特点：①电磁铁的磁性有无可由通断电控制，通电有磁性，断电无磁性；
②电磁铁磁极极性可由电流方向控制；
③影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、：电磁铁的电流越大，它的磁性越强；电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，它的磁性越强。
2、 电磁继电器：
电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
第四节 电动机
1、 磁场对通电导线的作用：
① 通电导体在磁场里受到力的作用。力的方向跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直；
② 通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。（当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，力的方向也随之改变；当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。）
③ 当通电导线与磁感线垂直时，磁场对通电导线的力最大；当通电导线与磁感线平行时，磁场对通电导线没有力的作用。
2、 电动机：
电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的，是将电能转化为机械能的装置。
电动机是由转子和定子两部分组成的。
换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。
改变电动机转动方向的方法：改变电流方向（交换电压接线）或改变磁感线方向（对调磁极）。
提高电动机转速的方法：增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。
第五节 磁生电
1、 电磁感应现象：
英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
内容：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。（当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，感应电流的方向也随之改变；当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。）
2、发电机：
发电机是根据电磁感应现象制成的，是将机械能转化为电能的装置。
发电机是由定子和转子两部分组成的。
从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。（DC）
电流方向周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。（AC）
在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。
我国供生产和生活用的交流电，电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，即1s内有50个周期，交流电的方向每周期改变2次，所以50Hz的交流电电流方向1s内改变100次。
第二十一章 信息的传递
第一节：现代顺风耳——电话
1、电话——1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话
（1）基本结构：主要由话筒和听筒组成。
（2）工作原理：话筒把声信号变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方，在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。（话筒把声信号转化为电信号；听筒把电信号转化为声信号）
2、电话交换机
为了提高线路的利用率，人们发明了电话交换机。
3、模拟通信和数字通信
模拟信号：声音转换成信号电流时，信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”，这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。
数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数学信号，使用数学信号的通信方式叫做数字通信。
模拟信号容易失真；数字信号抗干扰能力强，便于加工处理，可以加密。
在电话与交换机之间一般传递模拟信号，在交换机之间传递数字信号。
第二节：电磁波的海洋
电磁波的产生——导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。
电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。
电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样， c=3×108m/s =3×105km/s
电磁波波速、波长λ和频率f的关系：
希望对你能有帮助，祝学习进步！