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14-4 電流的熱效應

在文檔中 第三冊理化講義 (頁 126-135)

於先前的章節,曾提到電流三大效應中的電流磁效應、電流化學效

應,於本章節中將介紹電流熱效應。游泳過後,頭髮濕了,只要用吹

三.電能的計算:

短。換句話說,燈泡很亮的意思,一般指的是燈泡能夠 於短時間內消耗大量的電能,並將電能轉換成光與熱。

1.定義:電路中單位時間所消耗的電能,稱之為電功率。

電功率(P) = 電能(E) / 時間(t)  P = E / t

2.單位:電功率  瓦特(W) 電能  焦耳(J) 時間  秒(s)

3.轉換:我們可定義每秒消耗一焦耳能量的電器其電功率為 1 瓦 特,即是瓦特(W) = 焦耳(J) / 秒(s)。亦可轉換成下列式 子:E = Pt。

4.範例:一盞燈泡之電功率為 100 瓦特,將其通電 20 分鐘,試 問共消耗多少電能?

5.電功率(P)的計算公式:

P = E / t = IV = I2R = V2 / R

<範例練習>:

1.將電功率為 50 瓦特的電風扇接在 100 伏特的電源上,試求 (a).通過電風扇的電流為若干?

(b).此電風扇每分鐘消耗的電能為多少?

2.電燈泡上註明 100V、200W,試求:

(a).正常使用時經過燈泡之電流為若干?

(b).燈泡之電阻為多少?

(c).若改用於 80V 的電路上,則電流強度及電功率各為多少?

3.老張在他的電熱水壺中裝入 1000 公克、250C 的冷水,熱水壺 標示100V、200W,將其接上 100 伏特的電源加熱,若 1 卡 = 4.2

焦耳且不計能量散失,試回答下列問題:

(a).電熱水壺的電阻為多少?

(b).加熱幾分鐘後,水會沸騰?

六.常見的電器標示:一般電器上面都會標示,需適當的使用電壓 及其功率,此標示的伏特數及瓦特數表示該電 器兩端需接的電壓大小,及所產生的電功率大 小。如,標示110V、800W 的電鍋,表示若該電 鍋接於110 伏特的電源上,則其產生的電功率 為800 瓦特。若將其接於 220 伏特之電源上,則 因為電源提供電功率太大,而使得電鍋燒壞。反 之,若改用較低電壓之電源,則無法提供足夠 的電功率,導致無法將飯煮熟。

七.度:是一能量單位,其單位是仟瓦-小時,即

1 度 = 1 仟瓦 × 小時 = 1000 瓦特 × 3600 秒

= 3.6 × 106 瓦特-秒 = 3.6 × 106 焦耳

<範例練習>:

1.某電熱器標示 120V、60W,試問:

(1)正常使用時的電流大小是多少?

(2)該電器的電阻是多少?

(3)使用 1 小時產生熱能多少焦耳?

(4)承(3),所耗電能合幾度電?

2.某電熱器標示 100V、500W,試問:

(1)正常使用時的電流大小是多少?

(2)該電器的電阻是多少?

(3)使用 1 小時產生熱能多少焦耳?

(4)承(3),所耗電能合幾度電?

3.家中同時使用 60 瓦特燈泡 3 個、600 瓦特烤麵包機 1 台、800 瓦特的 電鍋1 個、180 瓦特的冰箱 1 台,若家裡的電壓是 110V,試問:

(1)電源的輸出功率是多少?

(2)通過總開關的電流是多少?

<小試身手>

1.任何一個電路中,有如下的關係:

(1)電量守恆:任何一段或一點,流入的電流必 流出的電流。

(2) 是守恆的:電源提升的電能必等於沿途損耗的電能。

2.某燈泡接於 110V 電源上,若經過燈泡的電流是 0.2 A,且使用 5 小時,則消耗電能 焦耳。

3.下列單位中,何者不是功率的單位? (1)安培2 ×歐姆 (2)伏特 ×安培 / 秒 (3)焦耳 / 秒 (4) 伏特2 / 歐姆。

4.如右圖,將 10Ω、20Ω 的電阻串聯並與 電壓24V 的電源相連接,按下開關後,

試求:

(1)電源提供的電流大小是 。 (2)10Ω 電阻的消耗功率是 W。

(3)20Ω 電阻的消耗功率是 W。

(4)電池的總輸出功率是 W。

5.如右圖,將 30Ω、20Ω 的電阻並聯並與 電壓24V 的電源相連接,按下開關後,

試求:

(1)圖中 I1= A,I2= A,I= A。

(2)30Ω 電阻的消耗功率是 W。

(3)20Ω 電阻的消耗功率是 W。

(4)電池的總輸出功率是 W。

6.如右圖所示,試求:

(1)流經 R2的電流是 A。

(2)ab 間的電位差是 伏特。

(3)電池的輸出功率是 瓦特。

<高手過招>

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