两个不同阻值电阻就可以组合出4个档位,如果是两个相同阻值电阻R1和R2(R1 = R2),我们可以组合出3个不同档位,分别是: 最高档:R1和R2并连接入,总电阻 R = R1 /2 = R2/2 中间档:只接入一个电阻R1或者R2,总电阻 R = R1 = R2 最低档:R1和R2串连接入,总电阻 R = R1 + R2
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电功的原始计算公式:
W = UIt
1.同一性
当 U 为电源电压时,I 就是总电流,W 为电流做的总功,当 U 为分压时,I 应该对应分电流,W 对应部分电功。同一性就是对应关系。
2.局限性
当电路为纯电阻电路时,W = UIt 既可以计算总功,也可以计算电流对部分用电器做的电功。但是当电路为非纯电阻电路时,这个公式只能计算总功,也就是只能使用总电压 U、总电流 I 来计算电流做的总功 W,无法计算电流对某一部分用电器做的电功。
关于纯电阻电路和非纯电阻电路:
纯电阻电路:电能只转化为内能(就是在电路中只产生热量)的电路。
非纯电阻电路:电能除了转化为内能(就是在电路中只产生热量)还转化为其他形式的能的电路。比如电风扇,电能除了转化为内能让电路产生热量之外,还部分转化为了风扇扇叶的机械能。
在纯电阻电路的前体系,根据 I = U/R,还可以推导出:
电功单位:
焦耳 (J)
千瓦时,度 (kW·h)
单位转化:
1J = 1W × 1s
1kW·h = 1000W × 3600s = 3.6 × 106 J
电功率的计算公式:
在纯电阻电路的情况下,才会得到:
也就是说,只有在纯电阻电路条件下,以上三个电功率公式才可以互相转化,它们在数值上才会相等。
如果不是纯电阻电路会有什么结果?
———— 直接结果就是三个公式数值上不再相等,不可以再互相转化。
在中学阶段,我们并不需要区分
和
的大小,只需要知道 UIt 是用来求非纯电阻电路的总功,它是最大的即可。
电功率是同样的道理:
只需要知道 UI 用来求非纯电阻电路总功率,它是最大的。
除此之外,还有关于电功率档位的问题。在之前的文章里已经讨论过了。这里再强调一下,我们说的电功率档位,实际上也是总功率的概念:
P = U I = U2/R
通过这个变化我们直接可以得到功率和电阻的关系:
电路中用电器电阻越大,消耗的功率越小。
电路中用电器电阻越小,消耗的功率越大。
P ∞ 1/R
这个式子的意思是:
R 越大,P 越小;R 越小,P 越大。