淫雨霏霏1
范文一：功率和能量的关系和换算
功率和能量的关系和换算 在分析电路时，经常要考察电路中的能量和功率的分布和转移。因此，除了前面介绍的电压、电流、电荷和磁通4个变量外，能量和功率也是电路分析中的两个重要变量。功率定义为能量的变化率。能量用w 表示，基本单位为焦耳(J),功率用p 表示，基本单位为瓦特(W)。功率与能量的关系如下所示。 电路所吸收的功率可以用电压和电流变量来表示。如图所示电路中，选定电压 u和电流i为关联参考方向。在单位时间dt内，若有正电荷 dq 从 a 点移动到 b 点，则电路所吸收的能量为dw = udq因此，该电路吸收的功率为 p=dw/dt = u(dq/dt)=ui即 p = ui 注意，若参考电压与电流方向不关联，如上图电压 u 与电流i1，则电路吸收的功率应写成p = - ui1 此外，用电压和电流的乘积定义的功率实际上是对功率传递方向的假定方向，当计算出p>0, 则电路实际吸收功率;若p<0，则电路实际为放出功率。通常在不特别指明时，功率均按吸收来计算。 例1 求下图所示各元件上所标的未知量。 解 元件A吸收的功率 PA=3×2=6(W)
元件B吸收的功率 PB= - u×1,因此 u=-PB=-4(V) 元件C放出的功率 PC=-5×2=-10(W) 实际为吸收10W。 例2 试用变量 u ,i 和 i1 表示下图中元件 A 和元件 B 吸收的功率。
解 元件A吸收功率 P = -ui = ui1 元件B吸收功率 P = ui =
-ui1
范文二：功率与能量_功率与能量的关系
功率与能量_功率与能量的关系 1(功率:
单位时间内能量的变化率。
直流电路中:
若p>0 ，元件吸收或消耗功率，如负载。
若p<0， 元件产生或释放功率，如电源。
单位:瓦特(w)、kw 、mw
电能
设用电设备电能功率为p，使用时间为t。
则电能
单位:焦耳，千瓦.小时(度)
3(功率的平衡
电路在实际工作时，各电源元件或发出的功率之和必定等于各负载元件吸收或消耗的功率之和。这就是功率的平衡。
例:如图所示，五个元件代表电源或负载，有关元件的电压和电流的参考方向见图，通过测量已知:
试计算各元件的功率，判断是电源还是负载，并检验功率的平衡。
解:对于元件1、2、3，电压和电流为关联参考方向，则它们的功率分别为
对于元件4、5，电压和电流为非关联参考方向，则有
由计算结果可知:
元件1、2功率为负，表示这两个元件产生功率，为电源;
元件3、4、5功率为正，表示这三个消耗功率，为负载。
电源发出的功率为:140+135=275(W)
负载消耗的功率为:150+80+45=275(W)
可见在一个电路中，电源产生的功率和负载消耗的功率总是平衡的。
范文三：R、L、C元件的功率和能量
1 . 电阻元件的功率
设正弦稳态电路中，在关联参考方向下，瞬时功率为 p R (t)=
u(t)I(t)
设流过电阻元件的电流为I R (t)=Im sin ωt A 其电阻两端电压为 uR (t)=Im R sinωt =Um sin ωt V
则瞬时功率为 p R (t)= u(t) i(t)=2UR I R sin2ωt =UR I R （1-cos2ωt ）
W
由于cos2ωt ≤1, 故此 p R （t ）=UR I R （1-cos2ωt ）≥0
其瞬时功率的波形图如图所示
由图可见，电阻元件的瞬时功率是以两倍于电压的频率变化的，而且p R （t ）≥0，说明电阻元件是耗能元件。
电阻的平均功率
可见对于电阻元件，平均功率的计算公式与直流电路相似。
2. 电感元件的功率
在关联参考方向下，设流过电感元件的电流为i L (t)=√2IL sin ωt A
则电感电压为：
上式表明，电感元件的瞬时功率也是以两倍于电压的频率变化的；且
p L (t)的值可正可负。其波形图如图所示。
从图上看出，当u L (t)、i L (t)都为正值时或都为负值时，
p L (t)为正，说明此时电感吸收
电能并转化为磁场能量储存起来；反之，当p L (t) 为负时，电感元件向外释放能量。
p L (t) 的值正负交替，说明电
感元件与外电路不断地进行着能量的交换。
电感消耗的平均功率为：
电感消耗的平均功率为零，说明电感元件不消耗功率，只是与外界交换能量。
3．电容元件的功率
在电压、电流为关联参考方向下，设流过电容元件的电流为: i c (t)=
√2I c sin ωt A
则电容电压为 ：
其瞬时功率为：
u c (t)、I c (t)、p c (t)的波形如图所示。
从图上看出，p c (t)、与p L (t)波形图相似，电容元件只与外界交换能量而不消耗能量。
电容的平均功率也为零，即：
电感元件以磁场能量与外界进行能量交换，电容元件是以电场能量与外界进行能量交换。
二端电路的功率
1. 有功功率（也叫平均功率）和功率因素
式中
称为二端电路的功率因素，功率因素的值取决于电压与电
，
也叫功率因素角。
流之间的相位差
2. 无功功率、视在功率和复功率 无功功率用Q 表示，定义
通常将二端电路电压和电流有效值的乘积称为视在功率，用S 表示，即S=UI
P 、Q 、S 之间存在如下关系：
工程上为了计算方便，把有功功率作为实部，无功功率作为虚部，组成复数，称为复功率，用
表示复功率，即=P+jQ
3. 正弦稳态电路的最大功率传输
如图所示，交流电源的电压为 ，其内阻抗
为Z s =Rs +jxs ，负载阻抗Z L =RL +jXL , 电路中电流
为：
电流有效值为：
负载吸收的功率为：
要求出P L 的最大值为此需求出P L 对R L 的导数，并使之为零，即：
由上式得到：（R S +RL ) 2-2R L (RS +RL ）=0 解得： R L =RS
负载获取最大功率的条件为：
上式表明，当负载阻抗等于电源内阻抗的共轭复数时，负载能获得最大功率，称为最大功率匹配或共轭匹配
。此时最大功率为：
三相电路
1 三相电路的基本概念
三相交流电源是三个单相交流电源按一定方式进行的组合，且单相交流电源的频率相等，幅值（最大值）相等，相位彼此相差120°。设第一相初相为0°，第二相为-120°，第三相为120°，所以瞬时电动势为：
e 1=Em sin ωt e2=Em sin （ωt-120°） e3=Em sin （ωt+120°） 这样的电
动势叫对称三相电动势。
其相量图和波形图见下图。
对称三相电动势相量和为零，即： =0 由波形图可知，
三相电动势对称时任一瞬间的代数和为零，即： e 1+e2+e3=0
2. 三相电源的连接
将三相电源按一定方式连接之后，再向负载供电，通常采用星形连接方式，如图所示。
低压配电系统中，采用三根相线和一根中线输电，称为三相四线制；高压输电工程中，由三根相线组成输电，称为三相三线制。 每相绕组始端与末端之间的电压，也就是相线和中线之间的电压，叫相电压，其瞬时值用
u 1、u 2、u 3表示，通用u p 表
示。任意两相线与相线之间的电压，叫线电压，瞬时值用u 12、u 23、u 31表示，通用u l 表示。由于 u 12=u 1-u 2 ，
u 23=u 2-u 3 ，u 31=u 3-u 1作出线电
压和相电压的相量图，
如图所示。由于
等腰三角形，
所以
构成
同理
一般写为作星形连接时，三
个相电压和三个线电压均为三相对称电压，各线电压的有效值为相电压有效值的
倍，且线电压相
位比对应的相电压超前30°。
3 三相负载的星形连接
三相电路负载有星形连接和三角形连接两种方式。
负载的星形连接
如图所示是三相负载作星形莲接时的电路图。
显然，在负载星形连接时，线电流等于相电流，即
相负载对称，即 Z1=Z2=Z3=Zp ，因各相电压对称，所以各相电流相等，即： I 1=I2=I3=IYP =满足
同时，三个相电流的相位差互为120°，
由基尔霍夫电流定律知
iN=i1+i2+i3略去电线上的电压降，则各相负载的相电压就等于电源的相电压，这样，电源的线电压为负载相电压的
U YP 为星形联接负载相电压。
三相电路中，流过每根相线的电流叫线电流，即I 1、I 2、I 3，用表示，方向规定为由电源流向负载；而流过负载的电流叫相电流，用I YP 表示，其方向与相电压方向一致；流过中线的电流叫中线电流，用I N 表示，其方向规定由负载中点N / 流向电源中点N 。这样，对称的三相负载作星形联接时，中线电流为零。这时，可以省略中线而成为三相三线制，并不影响电路工作。如果三相负载不对称，各相电流大小就不相等，相位差也不一定是120°，中线电流不为零，此时就
倍，即：
不能省去中线。否则会影响电路正常工作，甚至造成事故。所以三相四线制中除尽量使负载平衡运行之外，中线上不准安装熔丝和开关。 负载的三角形连接
如图所示，将三相负载分别接在三相电源的两根相线之间，称为三相负载的三角形连接。不论负载对称与否，各相负载承受的电压均为对称的电源线电压。
对于对称三相负载，相电压等于线电压，即流
相电
同时，各相电压与各相电流的相位差也相同。即三
相电流的相位差也互为120°。各相电流的方向与该相的电压方向一致。
由KCL 知 i 1=i12-i 31 i 2=i23-i 12 i 3=i31-i 23 作出线电流和相电流的相量，如图所示。
从图中看出：各线电流在相位上比各相电流滞后30°。由于相电流对称，所以线电流也对称，各线电流之间相差120°。可以看出 I l=2I 12cos30
=
所以
这些说明：对称三相负载呈三角形连接时，线电流的有效值为相电流有效值的
倍，线电流在相位上滞后于相电流30°。
三相电路的功率
三相电路的功率等于各相负载吸收功率的总和：
P=P1+P2+P3 Q=Q1+Q2+Q3 S=S1+S2+S3
当三相负载对称时，各相功率相等，总功率为一相即
功率的三倍。
通常，相电压和相电流不易测量，计算三相电路的功率时，是通过线电压和线电流来计算。
不论负载作星形连接还是三角形连接，总的有功功率、无功功率和视在功率，计算三相负载总功率的公式是相同的，即：
范文四：能量和功率
风能参考手册 第2部分：能量和功率的定义
能量
能量单位
功率
功率单位
能量
物理学家将能量一词定义为一个物理系统能够做功的量度。从定义可以看出，能量既不能被创造也不能被销毁。
但是，能量可以被转化成各种形式：空气分子移动的动能可以被转化成风机转轮转动的能量，并进而通过发电机组转化成电能。每一次转换，都会有部分的能量转化成热能。
当我们不严谨地说到能量损耗（从上面的定义来看这是不可能的）时，我们实际上指的是源头的能量有一部分因变成热能而不能被转化到下一个环节。例如转轮、齿轮箱、发电机的效率都不是100%，这是因为空气分子、轴承等之间总是存在摩擦，从而产生热量损耗。
大部分人都可以得到这样一个不是很严谨的结论，即随着化石燃料的燃烧，全世界在未来的能量转化潜力缩小了。这是千真万确的。
当然，物理学家会使用一个不同的术语：他们说宇宙中的熵量增加了。意思是说，每当能量最终进入热能状态时就耗散于宇宙中，其能够做有用功的潜力就减少了。物理学家称有用功为?。
因为绝大多数风机都被用来产生电能，所以我们衡量风机的表现通常是看其能够将多少风的动能转换为电能。通常的表示方法是在一段时间（如一小时或一年）内，输出了多少千瓦小时(kWh)或者兆瓦小时MWh的电能。
有的人将风机称为风能转换器（WECs），以展示他们的小聪明或者已经认识到能量只能进行转换而不能被创造出来，我们其余人仍然可以称其为风机。
注意
能量的单位不是千瓦，而是千瓦小时（kWh）。一个常见的错误就是混淆了这两个单位，所以您有必要阅读下一节功率，以明确其区别。
能量单位
1焦（焦耳）=1瓦秒=0.2388卡路里
1 GJ (gigajoule) = 10 9 J
1 TJ (terajoule) = 10 12 J
1 PJ (petajoule) = 10 15 J
1 kWh (kilowatt hour) = 3,600,000 Joule
1 toe (吨油当量)
= 7.4 桶原油（一次能源）
= 7.8 最终消耗桶
= 1270 m 3 立方米天然气
= 2.3 公吨煤
1 Mtoe (百万吨油当量) = 41.868 PJ
功率
电功率是指单位时间内转移的能量，通常使用的单位是瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦（MW）。
功率可以在任何时间点测量，但能量必须在一个时间段内进行测量，例如一秒、一小时或一年（如果您不是这样做的，请阅读关于能量的那部分内容）。
如果一台风机的额定功率或者铭牌功率是1000千瓦，那就是说当它以最大功率运行时（如15米/秒的大风情况下），每小时将产生1000千瓦小时的电能。
比如像丹麦这样的一个国家，假设安装了1000兆瓦的风机，这并不能标明这些风机发出了多少电能。一年内，风机常常有75%的时间在运行，但只有很有限的时间以额定功率运行。
为了确定风机发出了多少电能，您必须知道每台风机的风速分布。在丹麦，平均每台风机的年满负荷发电小时数是2300小时。要知道总的发电量，只需要将额定功率1000兆瓦乘以年发电利用小时数2300小时，即得2.3万亿瓦小时（或者23亿千瓦小时）。
在其它地区，例如威尔士、苏格兰或者西爱尔兰，年满负荷发电小时数能够达到3000小时。在德国，这一数字接近2000小时。
汽车发动机的功率常用马力（HP）而非千瓦来表示。“马力”这个词也许会给您这样一种直观概念，即功率表示了发电机或发动机有多少“肌肉”，而能量表明了其在一段时间内可以做多少“工作”。
功率单位
1千瓦=1.359马力
范文五：电功率和能量
电功率和能量
电功率
在电压电流关联参考方向下，电功率 p 可写成p(t)=u(t)i(t)
p >0 表明元件吸收电能，p <0>
在电压电流非关联参考方向下，p(t)=u(t)i(t)
p >0 表明元件释放电能，p <0>
电能量
单位
在国际单位制中，电流（A ），电荷（C ）—库仑，电压（V ），电能量（J ）—焦耳，功率（W ）—瓦特。
电路元件
集总元件假定：
在任何时刻，流入二端元件的一个端子的电流一定等于从另一端子流出的电流，两个端子之间的电压为单值量。
端子数目可分为二端、三端、四端元件等。
电阻元件
电阻是一种将电能不可逆地转化为其它形式能量（如热能、机械能、光能等）的元件。
1. 符号
2. 欧姆定律 (Ohm’s Law)
(1) 电压与电流的参考方向设定为一致的方向
(欧) u=Ri R称为电阻，电阻的单位: (Ohm，欧姆)
令G=1/R G称为电导
电导的单位:S(西) (Siemens,西门子) 则欧姆定律表示为i=Gu.
线性电阻R 是一个与电压和电流无关的常数. 伏安特性曲线:
电阻元件的伏安特性为一条过原点的直线
(2) 电阻的电压和电流的参考方向相反
则欧姆定律写为:u=–Ri 或 i=–Gu
注意： 公式必须和参考方向配套使用！
功率和能量
功率:
p 吸=ui=i2R=u2/R
p 吸=–ui –(–Ri)i=i2R
=–u(–u/ R) =u2/R
任何时刻, 电阻元件绝不可能发出电能，它只能消耗电能。因此电阻又称为―无源元件‖和―耗能元件‖。
能量：可用功表示。从 t 到t0电阻消耗的能量：
转载请注明出处范文大全网 » 功率和能量的关系和换算
