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課程名稱 電流的熱效應 編授教師: 中興國中 楊秉鈞
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電流 三大效應
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電流的三大效應 電流的三大效應: 熱效應 (1)電流的 :電能轉換為熱能或光能的現象 化學效應 (2)電流的 :電能轉換為化學能的現象
(1)電流的 :電能轉換為熱能或光能的現象 熱效應 化學效應 (2)電流的 :電能轉換為化學能的現象 (3)電流的 :電能可產生磁場的現象 磁效應 熱效應 化學效應 磁效應
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電流的熱效應 應用:吹風機、電熨斗、燈泡、電爐、保利綸切割器…
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熱效應 能量轉換模型 能量轉換模型: 導線中 會受電池的 推動而由電池提供電能: (1)經 時被轉換成熱能;經 時轉換成光能與熱能 (2)消耗掉的電能再由 補充。 自由電子 電壓 導線 燈泡 電池
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電能的供給與消耗 燈泡 消耗電能 電子 e 電池 供給電能 電子 e 導線 消耗電能
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E 焦耳(J); Q 庫侖(C); V 伏特(V)
電能公式: 公式 電能=電量 × 電壓 單位 E 焦耳(J); Q 庫侖(C); V 伏特(V)
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電能的計算 ( 假設導線電阻可忽略 )
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電功率的定義 電功率的定義:符號 。 電功率= 。 可衡量電能供給或消耗的 。 單位時間內所供給或消耗的電能 快慢
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功率的單位與換算 功率的單位: 。 瓦特 W 瓩 kW 得『瓦特 W』 用『焦耳J』 用『秒 s』
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燈泡的亮度 60W 40W 較 亮 ( 若二燈泡依額定電壓使用時 )
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基礎公式 V=IR Q=It E=QV E=Pt
電能公式推演 電能公式推演: 在導線 ab 間,通過的電流 I 安培,耗時 t 秒,則: 通過的電量: 庫侖。 若ab 間的電壓 V 伏特,則電量 Q 庫侖通過時, 該電阻會消耗電能 焦耳。 It QV 基礎公式 V=IR Q=It E=QV E=Pt
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電能 E 與電功率 P 公式
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單一電路 VIRPEQ關係 t V I R P E P1 E1 R1 I1 V1 Q1 Q
※ 圈內關係 V=IR E=QV=Pt Q=It P=IV=I2R=V2/R ※ 圈間關係 電池總電壓=電阻二端之電壓 V=V1 電池總電流=流經電阻之電流 I=I1 電池總電阻=線路上之電阻 R=R1 電池總電量=線路上電阻電量 Q=Q1 電池提供功率=電阻消耗功率 P=P1 電池提供電能=電阻消耗電能 E=E1 V I R P E P1 E1 R1 I1 V1 t Q1 Q × V
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串聯電路 VIRPEQ關係 t V I R P E V1 I1 R1 P1 E1 V2 I2 R2 E2 P2 Q Q1 Q2
※ 圈內關係 V=IR E=QV=Pt Q=It P=IV=I2R=V2/R ※ 圈間關係 電池總電壓=二電阻端電壓和 V=V1+ V2 電池總電流=流經各電阻電流 I=I1=I2 電池總電阻=線路上二電阻和 R=R1+R2 電池總電量=流經各電阻電量 Q=Q1=Q2 電池提供功率=電阻消耗功率和 P=P1+P2 電池提供電能=電阻消耗電能和 E=E1+E2 V I R P E t V1 I1 R1 P1 E1 V2 I2 R2 E2 P2 Q Q1 Q2 × I
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並聯電路 VIRPEQ關係 t V I R P E V1 I1 R1 P1 E1 V2 I2 R2 P2 E2 Q Q1 Q2
※ 圈內關係 V=IR E=QV=Pt Q=It P=IV=I2R=V2/R ※ 圈間關係 電池總電壓=電阻二端之電壓 V=V1= V2 電池總電流=經二電阻電流和 I=I1+I2 電池總電阻=如下計算 1/R=1/R1+1/R2 電池總電量=經二電阻電量和 Q=Q1+Q2 電池提供功率=電阻消耗功率和 P=P1+P2 電池提供電能=電阻消耗電能和 E=E1+E2 V I R P E t V1 I1 R1 P1 E1 V2 I2 R2 P2 E2 Q Q1 Q2 ×V
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討論一 串聯對燈泡亮度之影響 串聯對燈泡亮度之影響:二燈泡電阻不同時 二個燈泡串聯時: 電阻大的燈泡, 電功率大, 比較亮。
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討論二 並聯對燈泡亮度之影響 並聯對燈泡亮度之影響:二燈泡電阻不同時 二個燈泡並聯時: 電阻大的燈泡, 電功率小, 比較不亮。
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討論三 燈泡的亮度比較 電燈的亮度:以 作亮度比較。 電功率
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討論四 電器的出廠標誌 電器的出廠標誌:其中V-P可作以下表示。 (1)最佳使用環境:電鍋在 V下使用時,電功率才有 W。 電壓過高, ;電壓過低, 。 (2)可求出電阻大小,視為一定值;如圖電阻為 Ω。 110 1000 電器易燒毀 功率不足,煮不熟 12.1
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討論五 保利綸切割器原理解析 保利綸切割器的應用: 當手按壓銅片時,切割線( )即能產生高熱,可 用以切割保利綸。但按壓銅片的手為何不覺得熱呢? 鎳鉻絲 原理解析:銅與鎳鉻絲串聯於電路中,其流經二電阻的 電流相等,而鎳鉻絲電阻遠大於銅。 P=I2R,在I 相同下 P R 電阻很大的鎳鉻絲,產生的熱能就很大 (媒體:1,01’40”;2,02’32”;3,09’03”)
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討論六 熱能與電能的轉換 熱能與電能轉換:能量單位須先轉換一致後列式 電能 E 熱能 H 焦耳 J 卡 cal
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範例解說 1.一個電熱器兩端的電壓為110 伏特,電流為 3.5 安培,則: (1)5 分鐘內電熱器所消耗的電能為 焦耳。 (2)此電熱器的功率為 瓦特。 115500 385 2.在100V-250W的電熱水壺中裝有300g、25℃的水,若電熱水壺接100V 的電源,若無能量散失,壺中的水達到沸騰,電熱水壺必須通電幾秒? 。(1J = 0.24 cal) 375 秒
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單一電路 範例解說 3.兩個 1.5伏特的乾電池串聯後,連接一電阻線成附圖的電路。若通過電阻線的電流為2安培,則求出各電路元件的V、I、R、P與 t 秒之E:
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串聯電路 範例解說 4.兩個如圖的電阻與電池串聯後,成附圖的電路。 則求出各電路元件的V、I、R、P與 t 秒之 E: 10V
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並聯電路 範例解說 5.兩個如圖的電阻與電池串聯後,成附圖的電路。 則求出各電路元件的V、I、R、P與 t 秒之 E: 12V
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複合電路 範例解說 6.如圖的的電路。則求出總電壓V= 伏特。 18
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範例解說 7.標示有110V,1000W 的電鍋,回答以下問題: 於110V下使用2小時,消耗電能 焦耳。 於110V下使用,流經電鍋的電流為 安培。 此電鍋的電阻 歐姆。 若於220V下使用,電鍋電功率? ; 。 若於 55V下使用,電鍋電功率? ; 。 7.2×106 J 9.09 A 12.1Ω 増為 4000W 過熱燒毀 減為 250W 久煮不熟
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範例解說 8.甲、乙和丙為三個燈泡,甲之電阻為1歐姆,乙和丙之電阻皆為2歐姆, 將此三個燈泡連接成右圖之電路型式,若燈泡之電阻皆符合歐姆定律,則 甲和乙兩燈泡的電功率比為多少? 。【基測】 2:1
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範例解說 8.用相同的正常燈泡、導線與電池,分別連接成下列四個通路,哪個電路中 的電池能使用最久 ;哪個電池最快用完 。 丁 乙
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Jim 312 Family 2007 年化妝進場 士源與 Jim
課程結束 Jim 312 Family 年化妝進場 士源與 Jim
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