汽车电工·基础入门篇
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第二节 电功、电功率和焦耳定律

一、电动

电流流过灯泡,灯泡会发光;电流流过电热丝,电热丝会发热;电流流过电动机,电动机会运转。由此可见,电流流过一些用电设备时是会做功的,电流所做的功称为电功。做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程。

用电设备做功的大小不但与加到用电设备两端的电压及流过的电流有关,还与通电时间长短有关。如果一段电路两端的电压为U,通过的电流为I,在时间t内,所做的功为W=UIt,即电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。

在国际单位中,电功的单位是焦(J),常用单位为千瓦时(kW·h)。

二、电功率

电流在单位时间内所做的功叫作电功率。电功率是用来表示消耗电能快慢的物理量,用P表示,P=W/t=UI,即一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中的电流I的乘积。电功率表示电流做功的快慢,它的单位是瓦特,简称瓦,符号是W。如宝马750i/750Li发动机电功率是300kW。

汽车电路上的电器工作时都会消耗蓄电池的电能或者发电机产生的电能,有大功率的用电器(如前照灯、空调鼓风机、电热装置等),也有小功率的用电器(如照明指示灯、小灯泡、收音机)。大功率用电器在关闭发动机后不宜长时间开启,以免过多消耗蓄电池的电能。同时,在启动汽车时应关闭大功率用电器,使发动机启动时有充足的电能。

三、焦耳定律

电流通过电阻时电阻要发热,这种现象叫作电流的热效应,如除霜器、点烟器、座椅加热等就是利用这种效应制成的(图1-13)。当电流流经除霜器或点烟器时,就将电能转换成热能而产生热。当过大电流流过熔丝时,因为产生热而将熔丝熔化。

焦耳定律的内容:电流流过导体产生的热量,与电流的平方、导体的电阻成正比,与通电时间也成正比。

焦耳定律用公式表示为

Q=I2Rt

式中 Q—电流在导体上产生的热量,J;

I—通过导体的电流,A;

R—导体的电阻,Ω;

t—电流通过导体的时间,s。

图1-13 座椅加热