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電功率,，相信大家都耳熟能詳,，它用于描述電能消耗的快慢，表示電場(chǎng)力在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)電荷所做的功,，符號(hào)為P ,，單位為瓦特[W]。例如功率為100W的電燈每小時(shí)消耗0.1度電(kWh);功率為200W電燈每小時(shí)消耗0.2度電(kWh),。

??和電功率有關(guān)的公式有很多,，如下圖1-1所示的W=Pt ，P=UI ,，P=I 2R 等,。那么，其中的P=UI(電功率=電壓×電流)又是怎么來(lái)的呢?這個(gè)公式是不是適用于所有電路?

??圖1-1

??其實(shí),，不管是交流電路還是直流電路,，不管是瞬時(shí)值、有效值或者是直流電路的恒定值,，功率都是等于電壓乘以電流的,，也就是說(shuō)，p=ui 這個(gè)公式適用于所有電路,，注意,，這里的p、u、i 用的都是小寫(xiě),。

??在解釋為什么p=ui 之前,，我們有必要理解p、u,、i 的含義,。

??一、電壓與電流的定義

??1,、電流

??電流，指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體任一橫截面的電荷量,，符號(hào)為I(i ),，單位為安培(A)，例如1秒鐘(1s)通過(guò)導(dǎo)體某一截面的電荷量為1庫(kù)侖(1C),，此時(shí)的電流強(qiáng)度就為1安培(1A),，如下圖1-2所示，電流的參考正方向?yàn)檎姾傻囊苿?dòng)方向,。

??圖1-2

??這就好比在一條大道上,，單位時(shí)間內(nèi)穿過(guò)任一斑馬線的車流量，例如每小時(shí)有100輛車開(kāi)過(guò)穿條馬路,，那么它的車流就為100輛/小時(shí),。如果是已知10小時(shí)穿過(guò)該馬路的車輛共有1200輛，顯然,，可以用1200除以10得出每小時(shí)的車流量為120輛/小時(shí),。

??類似的，電流 i 也可以用一段時(shí)間(Δt )內(nèi)通過(guò)某截面的總電荷量(Δq )除以該段時(shí)間(Δt)得出,，即 i=Δq /Δt ,，這就是電流的定義表達(dá)式。

??要特別說(shuō)明的一點(diǎn)是,，所謂“電荷”是指所有帶電的載流子,，包括帶正電的離子、空穴,、帶負(fù)電的自由電子等,。當(dāng)然，在我們的金屬導(dǎo)體中,，形成電流的電荷是以自由電子的形式存在的,，即金屬導(dǎo)體中其電荷(帶負(fù)電)的移方向與電流參考正方向相反，如下圖1-3所示,。

??圖1-3

??電荷為什么能定向移動(dòng)?按理說(shuō),，自由電子是圍繞原子核作繞核運(yùn)動(dòng)的，就像是地球繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一樣，此時(shí)電子受到原子核的束縛力而不能隨便跑開(kāi),。顯然,，想要自由電子掙脫原子核的束縛，就得給它提供另外一個(gè)力,，只要這個(gè)力大于原子核的束縛力,，自由電子就可以跑掉了，而這個(gè)力就是電場(chǎng)力,。

??關(guān)于電場(chǎng)力與電荷的更多內(nèi)容,，大家可以看我前面所寫(xiě)文章“帶你完全了解電容”，在這里我就不再闡述,。電場(chǎng)的存在,，就會(huì)有電壓，那么電壓又是什么呢?

??2,、電壓

??所謂電壓,，是針對(duì)兩點(diǎn)而言的，例如A,、B兩點(diǎn)的電壓等于電場(chǎng)力將單位正電荷自A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)所做的功,，符號(hào)為 U ，單位是伏特( V),，如下圖1-4所示,。

??圖1-4

??這就好比地球?qū)θ说奈Γ厍虮砻娲嬖谥亓?chǎng),，當(dāng)人處于這個(gè)重力場(chǎng)中,，就會(huì)受到地球引力的作用傾向于往地面掉。如下圖1-5所示,，人從4樓自由落體掉到2樓,，重力場(chǎng)對(duì)人做功，人具有了動(dòng)能,，而且這個(gè)人越胖,，其獲得的動(dòng)能也越大。

??圖1-5

??同理,，正電荷q 從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),，電場(chǎng)力對(duì)電荷做功，如下圖1-6所示,。而且電荷量越q大,，電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功越多，將這個(gè)功除以電荷量,，就得到了電場(chǎng)力對(duì)單位正電荷做的功,，這就是電壓,，即u=W /q 。這里說(shuō)的是正電荷,，其實(shí)對(duì)負(fù)電荷也是一樣的,，只要是單位電荷就行。只不過(guò)用正電荷時(shí),，電場(chǎng)力所做的功是正值,，電荷移動(dòng)的方向恰好表示了電壓的方向。

??圖1-6

??另外,，相同的兩點(diǎn)距離,，電壓大的，表示電場(chǎng)力對(duì)單位正電荷做的功越多,，即電場(chǎng)越強(qiáng),。根據(jù)電壓的定義，它沒(méi)有提到時(shí)間,，也就是說(shuō)，電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),，不管快還是慢,，反正電場(chǎng)能做的功就這么多。

??一句話總結(jié)電壓與電流,，就是電流表示單位時(shí)間通過(guò)任截面的電荷量,，而電壓表示電場(chǎng)力對(duì)單位正電荷在兩點(diǎn)間做的功。知道了電壓與電流的含義后,，p=ui 就很容易理解了,。

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