电场力做功是功率吗,电场力做功正负由什么决定

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-03-27 15:30:04

图1-5

同理,正电荷q 从电场中的A点移到B点,电场力对电荷做功,如下图1-6所示。而且电荷量越q大,电场力对电荷做的功越多,将这个功除以电荷量,就得到了电场力对单位正电荷做的功,这就是电压,即u=W /q 。这里说的是正电荷,其实对负电荷也是一样的,只要是单位电荷就行。只不过用正电荷时,电场力所做的功是正值,电荷移动的方向恰好表示了电压的方向。

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图1-6

另外,相同的两点距离,电压大的,表示电场力对单位正电荷做的功越多,即电场越强。根据电压的定义,它没有提到时间,也就是说,电荷从A点移到B点,不管快还是慢,反正电场能做的功就这么多。

一句话总结电压与电流,就是电流表示单位时间通过任截面的电荷量,而电压表示电场力对单位正电荷在两点间做的功。知道了电压与电流的含义后,p=ui 就很容易理解了。

功率等于电压乘以电流的含义

文章开头就说到,功率表示了电能消耗的快慢,也就是电场力对电荷做功的快慢,回顾电压的定义,你们发现了什么?

没错,功率中所谓的电场力做的功和电压中的电场力做的功,其实是同一个功。区别在于,功率中电场力做功是对所有电荷而言的,而且是单位时间内。

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图1-7

若在这个Δt 的时间内,有Δq 个电荷从A点移到了B点,那么此时电场力做的总功就为ΔWq ×Δt 。结合电流的定义,在Δt 的时间内,有Δq 个电荷从A点移到了B点,在元件AB间取任一截面可以求得单位时间内通过该截面的电荷量,即电流为iq / Δt

功率在表达式上,为电场力做的功除以时间,即pWt ,如图1-7所示,显然将电压u 乘以电流i 也可以得出ΔWt ,即p = ui 。咦?这就很神奇!

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对于p=ui ,在明白了pui 这几个物理量的前提下,我们可以这样理解:把一个电荷从A移到B做的功是u,单位时间内移了i个电荷,ui相乘,就表示单位时间内移了i个电荷做的功,这就是功率p。

另外要说明的一点是,以上的时间变化量Δt 可以取得无限短,在这个无限短的时间内都满足p=ui ,这就表明了电压和电流可以是瞬时值,所乘出来的功率是瞬时功率,所以这里用小写字母表示。

我们家用电器上所标的功率,都是指的平均功率,用大写的P 表示,而它为什么等于电压有效值乘以电流有效值,根本上也是从瞬时功率p=ui 推导出来的,这个推导的过程涉及到微积分,我在此就不再展开讲解。

那么,关于功率为什么等于电压乘以电流的讲解就到这里啦!大家有哪些知识点想知道的,欢迎留言评论哟~

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