Todas las fórmulas de derivación en el segundo volumen de física de octavo grado.
1. Voltaje
Punto de conocimiento 1: voltaje
●El voltaje es la causa de la formación de corriente.
La presión del agua es la razón del movimiento direccional del agua para formar el flujo de agua; el voltaje es la razón del movimiento direccional de las cargas libres para formar la corriente eléctrica.
El voltaje en (1) hace que se forme una corriente en el circuito.
(2) La diferencia entre voltaje y corriente: ①El voltaje tiene significado entre dos puntos del circuito, mientras que la corriente corresponde a algún lugar o a un determinado punto del circuito, generalmente refiriéndose a la suma actual en algún lugar del circuito. . El voltaje a través del aparato. ②El voltaje es la causa y la corriente es el efecto.
●Unidad de voltaje
La unidad de voltaje es voltio (V), abreviado como voltio (V). Además, las unidades de voltaje comunes son kilovoltios (kV), milivoltios (mV) y microvoltios (μV).
1kV=103V, 1mV=10-3V, 1μV=10-6V
●La fuente de alimentación es un dispositivo que proporciona voltaje.
(1) La fuente de alimentación convierte otras formas de energía en energía eléctrica.
Al suministrar energía al mundo exterior, la fuente de alimentación convierte la energía eléctrica en otras formas de energía mediante el uso de aparatos eléctricos.
(2) Valor de voltaje de la fuente de alimentación común:
①El voltaje de la celda seca es 1,5 V
②El voltaje de una batería es de 2 V; Los polos positivo y negativo están conectados en secuencia para formar un paquete de baterías llamado paquete de baterías en serie, que puede cumplir con los diferentes requisitos de voltaje de CC de los aparatos eléctricos. Debido a que el voltaje de cada batería es el mismo, después de conectar N baterías en serie, el voltaje total del paquete de baterías es U=nU1.
(3) El voltaje que sea seguro para el cuerpo humano no debe exceder los 36 V.
④ El voltaje del circuito doméstico es de 220 V (circuito de iluminación).
⑤El voltaje entre nubes con relámpagos puede alcanzar los 103kV.
●División de los valores de voltaje público
(1) El voltaje de seguridad no es superior a 36 V (2) El voltaje por debajo de 1000 V se denomina bajo voltaje (3) El voltaje por encima de 1000 V; se llama alta presión.
Punto de conocimiento 2-Voltímetro
●Un voltímetro es un instrumento para medir voltaje.
La corriente se mide con un amperímetro y el voltaje se mide con un voltímetro. El símbolo del voltímetro en el circuito es.
En un circuito, la tensión a través de la fuente de alimentación o del aparato eléctrico se puede medir directamente con un voltímetro.
La v en el dial representa el voltímetro de CC, que se utiliza para medir el voltaje del circuito de CC de fuentes de energía como las baterías.
En el laboratorio, el voltímetro de doble rango de uso común tiene tres terminales y dos rangos. Generalmente, se utiliza el terminal "-", y los otros dos terminales están marcados con "3" y "15" respectivamente. Junto con el terminal "-", constituyen los dos rangos de medición de 0 ~ 3v y 0 ~ 15v respectivamente. .
El rango seleccionado es diferente y el valor de graduación también es diferente. Al seleccionar el rango de 0 ~ 3 V, el valor de graduación es 0,1 V y la lectura debe basarse en la línea de escala debajo del dial. Al seleccionar el rango de 0 ~ 15 V, el valor de graduación es 0,5 V y la lectura debe basarse en la línea de escala sobre el dial.
●Lectura del voltímetro
(1) Utilice un voltímetro para medir el voltaje. Al leer, primero distinga el rango utilizado por el voltímetro para confirmar cada batería en el rango correspondiente del voltímetro y el valor de voltaje representado por cada batería. indicador = valor del indicador número de unidades.
(2) Lea según la escala hacia la que está sesgado el puntero, no se requiere estimación. Cuando el puntero está en el medio de las dos líneas de escala, qué escala se presiona para leer, hay dos valores correctos en este momento.
●Reglas para el uso de voltímetros
(1) Antes de usarlo, verifique si el puntero apunta a cero. Si hay alguna desviación, use un destornillador para girar el tornillo de ajuste a cero en el dial para ajustar el puntero a cero.
(2) El voltímetro debe conectarse en paralelo con el aparato eléctrico bajo prueba.
(3) Conecte correctamente los terminales: la corriente " " entra y sale.
(4) El voltaje medido no debe exceder el rango del voltímetro.
(5) Cuando no se pueda predecir el rango de voltaje a medir, pruebe primero un rango grande y utilice el método de prueba táctil. Si la indicación de voltaje está dentro de un rango pequeño, utilice el rango pequeño para mejorar la precisión de la medición.
En segundo lugar, explore los patrones de voltaje en circuitos en serie y en paralelo.
Punto de conocimiento 1-Ley de voltaje de los circuitos en serie (ver enseñanza experimental)
El voltaje total de un circuito en serie es igual a la suma de los voltajes de cada parte del circuito, es decir, U = U1 U2... ONU.
Punto de conocimiento 2 - Ley de voltaje de los circuitos en paralelo
Los voltajes en ambos extremos de cada rama en un circuito en paralelo son iguales: U1 = U2 =...= UN = U.
3. Resistencia 4. Reóstato
Punto de conocimiento 1-Conductor y aislante
●Conductor: Los objetos que conducen fácilmente la electricidad se llaman conductores.
Aislante: Los objetos que no conducen la electricidad con facilidad se denominan aislantes.
Los objetos con conductividad eléctrica entre conductores y aislantes se denominan semiconductores.
Por ejemplo: el metal, el grafito, el cuerpo humano, la tierra y las soluciones acuosas de ácido, álcali y sal son todos conductores;
El caucho, el vidrio, la cerámica y el aceite son todos aislantes; y el germanio son semiconductores.
Diferentes materiales tienen diferentes conductividades.
No existe un límite absoluto entre conductores y aislantes.
Un objeto originalmente no conductor puede convertirse en conductor cuando las condiciones cambian. Por ejemplo, en circunstancias normales, el vidrio es un buen aislante. Si el vidrio se calienta hasta un estado incandescente, se convierte en conductor. El agua pura es un aislante, pero el agua que contiene impurezas conduce fácilmente la electricidad y es un conductor; una vara seca es un aislante y una vara mojada es un conductor;
Los objetos con fuerte conductividad eléctrica son buenos conductores; los objetos con fuertes propiedades aislantes son buenos aislantes. Tanto los buenos conductores como los buenos aislantes son buenos materiales eléctricos. Por ejemplo, en el alambre de cobre, el alambre de cobre es un buen conductor y la funda aislante exterior es un buen conductor.
●Factores que afectan a la conductividad de los semiconductores: temperatura, luz y dopantes.
Dopar una pequeña cantidad de otros elementos en un semiconductor mejorará mucho su conductividad, por lo que se puede fabricar:
Fotorresistor: El valor de resistencia con y sin luz es muy diferente.
Termistor: La temperatura no cambia mucho, pero el valor de resistencia cambia significativamente.
Reistor: Cuando cambia el voltaje, el valor de la resistencia cambia significativamente.
Diodo: conducción unidireccional.
Transistor: Tiene la función de amplificar las señales eléctricas.
Los componentes semiconductores se utilizan ampliamente y se han convertido en componentes importantes de computadoras electrónicas y otros instrumentos electrónicos.
Punto de conocimiento 2 - Resistencia
●Definición: La obstrucción de un conductor a la corriente se llama resistencia.
Diferentes conductores tienen diferentes efectos de bloqueo sobre el flujo de corriente. En física, la resistencia se utiliza para describir el efecto de bloqueo de un conductor sobre el flujo de electricidad. La resistencia de un conductor es una característica del propio conductor. Su tamaño no tiene nada que ver con si está conectado a un circuito, y el voltaje que lo atraviesa no tiene nada que ver con el voltaje que lo atraviesa.
El símbolo de rebelión es r.
●Unidad de resistencia
En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de resistencia es ohm, abreviada como ohm, y el símbolo es ω. Las unidades comúnmente utilizadas más grandes que en Europa son kiloohmios (kω) y megaohmios (mω), y su relación de conversión es 1ω= 10-3kω= 10-6mω.
●Resistencia: En tecnología electrónica se suelen utilizar componentes con un determinado valor de resistencia, llamados resistencias. La resistencia también se llama resistencia constante o resistencia para abreviar. Cuando se expresa con palabras, el símbolo es R. En el diagrama del circuito, el símbolo es , cuyo tamaño depende del material, la longitud, el área de la sección transversal y la temperatura del conductor.
(1) La resistencia de un conductor está relacionada con el material del conductor. La resistencia de diferentes materiales tiene diferentes efectos de bloqueo sobre la corriente, es decir, la resistencia es diferente. Los metales pueden conducir la electricidad, pero los no metales generalmente no. Algunos elementos, como el silicio y el germanio, tienen una conductividad eléctrica entre metales y no metales, peor que los metales y más fuerte que los no metales. A menudo se les llama semiconductores.
(2) La resistencia de un conductor está relacionada con la longitud del conductor. Cuanto más largo sea el conductor, mayor será la resistencia.
(3) El tamaño de la resistencia del conductor está relacionado con el área de la sección transversal del conductor. Cuanto menor sea el área de la sección transversal, mayor será la resistencia.
(4) El tamaño de la resistencia del conductor también está relacionado con la temperatura del conductor. La resistencia de la mayoría de los conductores aumenta con el aumento de la temperatura. La resistencia de algunas sustancias llega a ser nula a temperaturas muy bajas, lo que constituye el fenómeno de la superconductividad. El filamento de la pequeña bombilla está hecho de metal de tungsteno y su resistencia cambia con la temperatura. Cuando la corriente que lo atraviesa es alta, es más brillante, el filamento está más caliente y la resistencia es mayor. Cuando la corriente que lo atraviesa es pequeña, está oscuro, la temperatura del filamento es baja y la resistencia es pequeña.
En general, creemos que la resistencia de un conductor no cambia con la temperatura.
Punto de conocimiento 4: explorar los factores que afectan la resistencia de un conductor (ver enseñanza experimental)
La resistencia está relacionada con la longitud, el área de la sección transversal y las propiedades del material del conductor, y también a la longitud del conductor, el área de la sección transversal y las propiedades del material relacionadas con la temperatura. La resistencia es una propiedad del propio conductor. Cuando la temperatura permanece constante, la resistencia de un conductor no cambia con el voltaje aplicado al conductor y la corriente que fluye a través del conductor.
Punto de conocimiento 5 - Reóstato
La resistencia de un conductor a la corriente se llama resistencia.
Las resistencias se dividen en resistencias de valor fijo y resistencias variables (resistencias ajustables). Las resistencias de valor fijo se denominan resistencias y los símbolos de los componentes correspondientes son;
Las resistencias variables, cuyo valor de resistencia es ajustable, corresponden al reóstato y los símbolos de los componentes son:
Los reóstatos generalmente se dividen en reóstato deslizante. Hay tres tipos: caja de reóstato y caja de reóstato simple. El más común es el reóstato deslizante, que se utiliza a menudo en experimentos de estudiantes.
●La estructura de un varistor deslizante
Como se muestra en la figura, consta de una bobina, un tubo de porcelana, un control deslizante y una varilla de metal.
El cable de resistencia se cubre con una capa aislante y se enrolla alrededor del tubo aislante. Sus dos extremos están conectados a los dos terminales A y b respectivamente. El control deslizante p está conectado a los dos terminales cy d a través. una varilla metálica. En el exterior del contacto entre el control deslizante y el cable de resistencia, raspe periódicamente la capa de aislamiento para garantizar un buen contacto. Cuando el control deslizante P se mueve a diferentes posiciones, la resistencia en el circuito de acceso puede cambiar.
●El principio de funcionamiento del reóstato deslizante
Al cambiar la longitud del cable de resistencia en el circuito, la resistencia se puede cambiar gradualmente y, por lo tanto, la corriente se puede cambiar gradualmente.
●Símbolos
Los símbolos del diagrama de estructura son como se muestran en la figura, y los símbolos de los componentes del diagrama de circuito son.
En otras palabras, hay No existe una regulación unificada de los símbolos de texto y, a menudo, están representados por Rx.
●Placa de identificación
Al observar la placa de identificación en la base deslizante del varistor deslizante, puede conocer su resistencia máxima y su corriente máxima permitida. Por ejemplo, si la placa de identificación está marcada con "20ω1.5A", significa que la resistencia máxima del reóstato deslizante es 20ω y la corriente máxima permitida es 1.5A.
●Cuatro métodos de conexión de deslizamiento reóstato
Los cuatro métodos de conexión correctos del reóstato deslizante se muestran en la figura.
Un reóstato deslizante tiene cuatro terminales. Si ambos terminales están conectados al circuito, significa que la resistencia no está conectada al circuito o está conectada a una resistencia fija. Si desea cambiar la resistencia de acceso, siga el principio de conexión "uno arriba, uno abajo".
Pasos para determinar el cambio de resistencia de un varistor deslizante conectado a un circuito:
El primer paso es determinar la conexión entre el varistor deslizante y el circuito.
El segundo paso es determinar qué sección del varistor está conectada a la resistencia en función de la corriente que fluye a través del varistor deslizante.
En tercer lugar, según el cambio de la posición del control deslizante, se juzga el cambio en la longitud del cable de resistencia que pasa la corriente.
Paso 4: Determine el tamaño de la resistencia en el circuito de ruta en función del cambio de longitud de la ruta del cable de resistencia.
●El principio de uso del reóstato deslizante.
(1) Seleccionar según los requisitos y no exceder la corriente máxima permitida por el reóstato deslizante.
(2) El reóstato deslizante debe conectarse en serie con el circuito controlado.
(3) Cuando el reóstato deslizante está conectado al circuito, se debe utilizar el método de conexión de dos terminales de "uno arriba y otro abajo".
(4) Para proteger el circuito, el control deslizante debe ajustarse hasta el extremo con mayor resistencia antes de encender la alimentación.
●El laboratorio a veces utiliza una caja de resistencia, que consta de 9 resistencias de 1000ω, 9 resistencias de 100ω, 9 resistencias de 10ω y 9 resistencias de 10ω.
Cuando esté en uso, conecte los terminales A y B al circuito y ajuste las cuatro perillas en el panel para obtener cualquier resistencia entera entre 0 ~ 9999ω. Al leer, multiplique la indicación del punto de indicación correspondiente a cada perilla por el múltiplo marcado en el panel, y luego súmelos para obtener el valor de resistencia del circuito conectado.
La caja de resistencia es un reóstato que puede mostrar el valor de resistencia. Es similar a un reóstato deslizante en que puede cambiar la resistencia conectada al circuito; la diferencia es que la caja de resistencia puede leer el número de salida, pero el reóstato deslizante no.
Capítulo 7 Ley de Ohm
Primero explora la relación entre la fuente de alimentación en la resistencia y el voltaje a través de ella. 2. Ley de Ohm y su aplicación
Punto de conocimiento 1: La relación entre corriente, voltaje y resistencia
La corriente en un conductor está relacionada con el voltaje a través del conductor y la resistencia de el conductor. Al estudiar la relación cualitativa entre ellos se utilizó el método de la variable de control.
●Al estudiar la relación entre corriente y voltaje, mantenga constante el tamaño de la resistencia y estudie la relación entre corriente y voltaje cambiando el voltaje a través del conductor.
Al estudiar la relación entre corriente y resistencia, mantenga constante el voltaje a través del conductor y observe la relación entre corriente y resistencia cambiando la resistencia del conductor. (Ver Enseñanza experimental para experimentos)
Punto de conocimiento 2 Ley de Ohm
●Ley de Ohm: La corriente en un conductor es directamente proporcional al voltaje a través del conductor e inversamente proporcional a la resistencia. del conductor.
(1) Fórmula de la ley de Ohm. I=
u es la tensión de alimentación, en voltios (V); I es la corriente que circula por el conductor, en amperios (A);
Tenga en cuenta que cuando se utiliza la fórmula de la ley de Ohm para el cálculo, se debe unificar a la unidad del sistema internacional antes del cálculo. Todas las cantidades físicas en la fórmula de la ley de Ohm son idénticas, es decir, I, U y R son para el mismo conductor al mismo tiempo.
(2)U=IR
Al aplicar la fórmula de la ley de Ohm y sus dos variaciones para resolver problemas, solo necesitas conocer dos de las tres cantidades I, U, R U y R, Puedes encontrar la tercera cantidad física desconocida. En el proceso de cálculo y comprensión del problema, es importante tener en cuenta que el cálculo de cantidades físicas es diferente del cálculo en matemáticas: solo tiene sentido utilizar las unidades correspondientes de cantidades físicas. Para evitar matematizar los problemas físicos, debemos comprender el significado físico de cada cantidad.
●Significado físico de la fórmula
Fórmula I = de (1) La ley de Ohm muestra que cuando el voltaje a través del conductor aumenta varias veces, la corriente en el conductor también aumenta varias veces. . Cuando el voltaje a través del conductor permanece constante, la resistencia del conductor aumenta varias veces y la corriente en el conductor disminuye a una fracción de su valor original.
La fórmula U=IR derivada de (2) indica que el voltaje a través del conductor es igual al producto de la corriente que pasa a través del conductor y su resistencia.
La fórmula R = derivada de (3) indica que la resistencia de un conductor es numéricamente igual a la relación entre el voltaje aplicado a ambos extremos del conductor y la corriente que pasa a través de él. Debido a que la resistencia de un mismo conductor es cierta (la naturaleza del conductor mismo), no se puede decir que "la resistencia de un conductor es directamente proporcional al voltaje que lo atraviesa e inversamente proporcional a la corriente que lo atraviesa".
●Utiliza la fórmula de la ley de Ohm para resolver problemas.
A la hora de resolver un problema, para facilitar el análisis del mismo, primero se debe dibujar un diagrama de circuito según el significado del problema, e indicar los símbolos y valores de las cantidades físicas conocidas y los símbolos de cantidades físicas desconocidas en el diagrama. Todas las unidades de las tres cantidades físicas de la fórmula adoptan unidades internacionales (del sistema).
Punto de conocimiento 3 Tensión nominal
●Tensión nominal: La tensión necesaria para el funcionamiento normal de un aparato eléctrico se denomina tensión nominal. Si el voltaje real es mucho mayor que el voltaje nominal, es probable que el aparato se dañe; si el voltaje real es mucho menor que el voltaje nominal, el aparato no funcionará correctamente y, en ocasiones, se dañará.
●Corriente nominal: La corriente que fluye a través de un aparato eléctrico a una tensión nominal se denomina corriente nominal. Por ejemplo, una bombilla está marcada con "3,8 V 0,3 A", "3,8 V" es el voltaje nominal de la bombilla pequeña y "0,3 A" es la corriente nominal de la bombilla pequeña. Generalmente, cada aparato eléctrico está marcado con un voltaje nominal y una corriente nominal. La causa de los daños eléctricos suele ser el exceso de corriente. Cuando la corriente real es mayor que la corriente nominal, es fácil dañar el aparato eléctrico.
Cuando la corriente real es menor que la corriente nominal, el aparato eléctrico no puede funcionar correctamente y, a veces, es fácil dañarlo.
Punto de conocimiento 4: Conexión en serie y en paralelo de resistencias
●Conexión en serie de resistencias
(1) La resistencia total de las resistencias en serie es mayor que la resistencia total de cualquier subresistencia.
(2) La resistencia total de las resistencias en serie es igual a la resistencia de cada cadena R fraccionaria = r1 R2...rn.
●Conexión en paralelo de resistencias
(1) La resistencia total de las resistencias en paralelo es menor que la resistencia de cualquier subresistencia.
(2) El recíproco de la resistencia total de las resistencias en paralelo es igual a la suma de las resistencias de las resistencias individuales, es decir, 1/r = 1/r1/r2...1/ rn.
En tercer lugar, mida la resistencia de la bombilla pequeña
Punto de conocimiento 1 Ley de Ohm para medir la resistencia
Modificando la fórmula de la ley de Ohm, podemos obtener: r =, siempre que se mida el voltaje en ambos extremos del inversor y la corriente a través del conductor, se puede medir (calcular) la resistencia del conductor. La medición y el cálculo requieren estrictamente la unidad de unidades, es decir, la unidad. la unidad de resistencia es ω y la unidad de voltaje es V. , la unidad de corriente es a, este método de medir la resistencia se llama voltamperometría.
Este método de medición de resistencia midiendo voltaje y corriente es un método de medición indirecto.
Punto de conocimiento 2: Mida la resistencia de una bombilla pequeña mediante voltamperometría
Cuando la bombilla emite luz y el brillo cambia, la temperatura del filamento cambia mucho y la temperatura tiene un gran influencia en la resistencia del filamento.
La pequeña bombilla emite normalmente por debajo del voltaje nominal, pero la temperatura del filamento es alta y la resistencia es alta. Cuando el voltaje real es inferior al voltaje nominal, no puede emitir luz normalmente, el microordenador de filamento está bajo y la resistencia es pequeña. Cuando el voltaje real es mayor que el voltaje nominal, el filamento se quema fácilmente y este fenómeno debe evitarse.
Punto de conocimiento 3: Mida la resistencia de una resistencia utilizando el método de voltamperometría
El valor de resistencia de una resistencia de valor fijo suele ser fijo. A la tensión nominal o cuando la tensión real es inferior a la tensión nominal, el cambio de temperatura de la resistencia de valor fijo es muy pequeño y el efecto de la temperatura sobre la resistencia de valor fijo es muy pequeño y generalmente puede ignorarse.
4. La ley de Ohm y la electricidad segura
Punto de conocimiento 1: Cuanto mayor es el voltaje, más peligroso es.
●El cuerpo humano está en contacto directo o indirecto con el cable vivo y una gran corriente pasa a través del cuerpo humano, provocando una descarga eléctrica.
La causa de una descarga eléctrica es el contacto directo o indirecto del cuerpo humano con cables activos. La verdadera causa del riesgo de descarga eléctrica es la gran corriente que fluye por el cuerpo humano.
Debido a que el cuerpo humano es un conductor, cuando el cuerpo humano entra en contacto con un objeto cargado, la corriente fluye a través del cuerpo humano. El daño de la corriente eléctrica al cuerpo humano está relacionado con factores como el tamaño de la corriente y el tiempo que permanece energizada. Cuando la corriente que fluye a través del cuerpo humano es de 8 ~ 100 mA, es difícil para la mano humana separarse del cuerpo cargado. Cuando la corriente que fluye por el cuerpo humano alcanza los 100 Ma, la persona se asfixiará en un corto período de tiempo y el corazón se detendrá, es decir, cuando ocurre un accidente por descarga eléctrica, mayor será la corriente.
Un voltaje no superior a 36V se denomina voltaje seguro.
●El principio del uso seguro de la electricidad es: no tocar objetos cargados de bajo voltaje y no acercarse a objetos cargados de alto voltaje.
●División de alto voltaje y bajo voltaje
El límite entre bajo voltaje y alto voltaje es 1000 V. El bajo voltaje es inferior a 1000 V y el alto voltaje es superior a 1000 V. El bajo voltaje es. No es un voltaje seguro para el cuerpo humano. Para evitar descargas eléctricas de bajo voltaje, no toque objetos con corriente de bajo voltaje (principalmente cables con corriente). Hay dos tipos de descarga eléctrica de alto voltaje: descarga por arco de alto voltaje y descarga eléctrica de voltaje escalonado. Para evitar la descarga de arco, debe mantenerse alejado de áreas donde es probable que se produzcan arcos. Para evitar descargas eléctricas por voltaje escalonado, agáchese con los pies juntos o salte desde objetos cargados de alto voltaje con los pies juntos.
Punto de conocimiento 3 Cortocircuito
●Definición: Por alguna razón, dos puntos en un circuito que no deberían estar conectados están directamente conectados entre sí, lo que se llama cortocircuito.
●Peligros de cortocircuito: el cortocircuito de la fuente de alimentación es muy peligroso. Debido a que la resistencia del cable es mucho menor que la de la bombilla, la corriente que fluirá a través de él será grande. La batería u otra fuente de energía no pueden soportar una corriente tan grande y la fuente de energía se dañará más gravemente; debido a la corriente excesiva, la temperatura del conductor aumentará, lo que puede provocar un incendio en casos graves; En la vida diaria, utilizamos frecuentemente fusibles, interruptores de aire y fusibles para evitar peligros causados por cortocircuitos o sobrecargas.
●El cortocircuito se divide en cortocircuito de potencia y cortocircuito eléctrico. Cuando un aparato eléctrico sufre un cortocircuito, generalmente se cree que no fluye corriente en el aparato eléctrico y que no se causará ningún daño al circuito.
●Tres estados de conexión del circuito.
(1) Camino: El circuito conectado se llama camino, es decir, circuito cerrado.
(2) Cortocircuito: conectar directamente los cables en ambos extremos de la fuente de alimentación se denomina cortocircuito de energía; conectar directamente los cables a ambos extremos del aparato eléctrico se denomina cortocircuito eléctrico.
(3) Circuito abierto: Un circuito roto se denomina circuito abierto (o cortocircuito).
Capítulo 8 Electricidad
1. Energía Eléctrica
Punto de Conocimiento 1 Energía Eléctrica
● Energía Eléctrica y Energía Ordinaria
La energía eléctrica es una forma de energía. La energía eléctrica se obtiene convirtiendo varias otras formas de energía. El proceso de conversión de esta energía es proporcionado por varios dispositivos de energía y varias baterías. Por ejemplo, las centrales eléctricas incluyen: generación de energía térmica, generación de energía hidroeléctrica, generación de energía eólica, generación de energía solar, etc. Varias baterías incluyen: baterías secas, baterías de almacenamiento, células fotovoltaicas de silicio, células solares, etc. , son todos dispositivos que proporcionan energía eléctrica, y su esencia es convertir otras formas de energía en energía eléctrica.
Energía cinética: se refiere a la energía que posee un objeto en movimiento. Todos los objetos en movimiento tienen energía cinética, como las personas que andan en bicicleta, caminan, los pájaros que vuelan y los molinos de viento que giran.
Energía interna: en cierto sentido, si un objeto se calienta, decimos que tiene energía interna, como el calentamiento por fuego, el calentamiento eléctrico, el calentamiento por horno eléctrico, etc., todos tienen energía interna.
Energía luminosa: La energía que poseen los objetos cuando emiten luz. Por ejemplo, la luz de las lámparas eléctricas y la luz del sol tienen ambas energía luminosa.
Energía química: La energía que posee un objeto cuando sufre un cambio químico. El cambio químico se refiere al proceso en el que un objeto genera una nueva sustancia a partir de una sustancia. Por ejemplo, la generación de energía térmica se basa en la combustión de combustible. Durante el proceso de combustión se producen cambios químicos, por lo que la energía química se convierte en energía eléctrica durante la generación de energía térmica. La estructura interna de la batería seca son varillas de carbono y placas de zinc, y pueden ocurrir reacciones químicas entre ellas para que tengan energía química y luego suministren energía al mundo exterior.
●Aparatos eléctricos
Llamamos aparatos eléctricos a los equipos que utilizan electricidad. Como luces del hogar, televisores, refrigeradores, ventiladores eléctricos, hervidores eléctricos, estufas eléctricas, etc. Todos son aparatos eléctricos, y sus* *características son: consumir energía eléctrica y convertirla en otras formas de energía. Como se muestra en la figura:
●Unidades de energía eléctrica
(1) "Joule" y "kilovatio-hora", los símbolos son "J" y "kW" respectivamente. 6?1h", el kilovatio hora es mucho mayor que el julio, su relación de conversión es 1 kW? 6?1h=3.6×106J, kWh también se llama "grado".
(2) En cuanto a la relación entre julio y kilovatio hora Comprensión perceptiva,
La energía necesaria para levantar una manzana del suelo a la mesa es aproximadamente 1J
La energía consumida por una linterna en 1 segundo es aproximadamente 1J.
Un horno microondas el consumo de energía de 1 minuto es de aproximadamente 1J
La energía eléctrica que consume un tranvía que recorre 0,85 km es de aproximadamente 1 kW. p>
La energía eléctrica consumida por un horno eléctrico de 1,6 kg es de aproximadamente 1 kW?6?1h.
● Contador de electricidad: comúnmente conocido como medidor de vatios-hora.
(1) La función de un medidor de energía eléctrica es medir la energía eléctrica consumida por los aparatos eléctricos en un período de tiempo. /p>
(2) La estructura externa del medidor de energía eléctrica es la que se muestra en la figura. El número superior muestra la energía eléctrica utilizada, en kWh, y la placa de aluminio en el medio gira cuando el instrumento de medición consume energía eléctrica. Al leer, preste atención al extremo derecho. El número es el número después del punto decimal. p>
(3) Método de cálculo: la diferencia entre las dos lecturas en el contador del medidor de energía es el consumo de energía del aparato eléctrico durante el período.
[Nota] Al leer los números en el. medidor de energía eléctrica, si el cuadro de la derecha está marcado con una doble marca indica el número después del punto decimal
(4) Varios parámetros importantes del medidor de energía eléctrica:
①“. 220V”——Este medidor de energía eléctrica debe usarse en un circuito de 220v
②“10(20)A”——La corriente nominal de este medidor de energía eléctrica es 10A, y la corriente se permite en un corto tiempo mayor, pero no más de 20 A.
③ "50 Hz": este medidor de energía se utiliza para un circuito de CA de 50 h.
④ "600 rpm/kW? 6? 1h" - Cada aparato conectado a este contador consume 1 kW? 6?1h de energía eléctrica, el plato giratorio del contador de energía eléctrica gira 600 veces.
⑤Contador de energía tarjeta IC y contador de energía nuevo.
Actualmente existen vatómetros con tarjeta IC. El usuario compra una tarjeta IC y la inserta. El medidor lee el monto en la tarjeta. Una vez agotada la cantidad, el contador corta el circuito. En este momento, debe ir al banco para recargar la tarjeta IC y volver a enchufar el medidor de electricidad.
También existe un nuevo tipo de medidor de energía eléctrica que no tiene disco de aluminio giratorio. La energía eléctrica se calcula mediante un circuito electrónico interno y la lectura se muestra mediante un panel LCD.
●Clasificación de la fuente de alimentación
La fuente de alimentación se divide en fuente de alimentación CC y fuente de alimentación CA. Todas las baterías son fuentes de alimentación de CC y la dirección de la corriente extraída de la batería es constante, a menudo denominada CC. Todos los generadores (varias plantas de energía) son fuentes de energía de CA, y la corriente que cambia periódicamente de dirección cuando suministra energía se llama energía de CA. Las aplicaciones de corriente alterna son muy comunes. La corriente en los circuitos domésticos y la corriente en los circuitos de energía de producción son corrientes alternas. El símbolo generalmente marcado con 50H indica que la frecuencia de la alimentación de CA es 50H, es decir, hay 50 ciclos en 1, ya sea que se trate de una fuente de alimentación de CC o de CA, el medidor de energía debe conectarse en serie en el circuito doméstico. Su esencia es convertir otras formas de energía en energía eléctrica cuando se almacena energía eléctrica y convertir energía eléctrica en otras formas de energía cuando se suministra energía externa.
Punto de conocimiento 2 Electricidad
●Trabajo eléctrico: El trabajo realizado por la corriente se denomina trabajo eléctrico. ¿Qué es el trabajo realizado por la corriente eléctrica? Por ejemplo, la corriente pasa a través de una bombilla para hacer que la luz emita luz, la corriente pasa a través de un motor eléctrico para hacer que el motor gire, la corriente pasa a través de un calentador de agua eléctrico para hacer que la temperatura del agua aumente, etc. , son el proceso actual de hacer el trabajo. Desde una perspectiva energética, cuando una corriente funciona, consume energía eléctrica y obtiene otras formas de energía. La luz emitida por las lámparas eléctricas es el proceso de convertir la energía eléctrica en energía luminosa. Cuanto más brillante es la luz, más trabajo realiza la corriente y más energía luminosa obtiene. Los motores eléctricos y los calentadores de agua eléctricos son similares a las luces eléctricas en el sentido de que la energía eléctrica se convierte en energía cinética y energía térmica, respectivamente. Si la corriente realiza más trabajo, el motor girará más rápido y la temperatura del agua aumentará más. Por tanto, la esencia del trabajo realizado por la corriente eléctrica es: cuánto trabajo realiza la corriente eléctrica cuando la energía eléctrica se convierte en otras formas de energía.
●El símbolo para trabajos eléctricos: w.
●Unidad: Cuánta energía se consume según cuánto trabajo realiza la corriente. Cuánto trabajo realiza la corriente es igual a cuánta energía se consume. Por tanto, las unidades de potencia eléctrica y energía eléctrica son las mismas, tanto “julios” como “kilovatios-hora”.
En segundo lugar, la electricidad
Punto de conocimiento 1: ¿Qué es la electricidad?
La velocidad de rotación del plato giratorio del contador de energía eléctrica está relacionada con el uso de diferentes aparatos eléctricos. Si el plato giratorio conectado al calentador de agua gira rápidamente, significa que el calentador de agua consume energía rápidamente. Si el plato giratorio conectado a una bombilla normal gira lentamente, significa que la bombilla normal consume energía lentamente. Para ser precisos, diferentes aparatos consumen electricidad a diferentes velocidades. Para expresar la velocidad a la que los aparatos eléctricos consumen energía eléctrica, se introdujo en la física el concepto de potencia eléctrica.
●El significado físico de energía eléctrica: La energía eléctrica es una cantidad física que representa la velocidad a la que un aparato eléctrico consume energía eléctrica (también la velocidad a la que funciona la corriente).
[Nota] La velocidad del consumo de energía puede reflejar directamente la cantidad de energía. Si un aparato eléctrico consume energía eléctrica más rápido y convierte la energía eléctrica más rápido, su potencia eléctrica es mayor. Cuanto más lento sea el consumo de energía eléctrica y más lenta sea la conversión de energía eléctrica, menor será la energía eléctrica.
●El símbolo y unidad de potencia eléctrica.
(1) Símbolo de potencia eléctrica: P
(2) Unidad de potencia eléctrica: "Watt", abreviado como "Watt", símbolo "W". Por ejemplo, las bombillas que a menudo observamos marcadas con 100W, 40W y 15W se refieren todas a la potencia eléctrica de la bombilla. Otra unidad es kilovatio y el símbolo es kilovatio. La relación de conversión entre kilovatios y vatios es 1kW=103W.
[Nota] Diferentes aparatos eléctricos tienen diferente potencia, por lo que cada aparato eléctrico tiene señales o instrucciones. Podemos comprender su poder en función de los parámetros proporcionados por el logotipo y las instrucciones.
●Definición y definición de electricidad
(1) La potencia de un aparato eléctrico es igual a la energía eléctrica que consume en 1s.
(2) Definición de potencia eléctrica: P=W/t
(3) Significado y unidad de los símbolos
w-trabajo realizado por la corriente (consumo de energía eléctrica), la unidad es Joule (j)
t-el tiempo invertido-segundos
p-la potencia eléctrica del aparato eléctrico-Watt (W)
[Nota] La unidad de potencia eléctrica es vatios. Según P=W/t, si el trabajo realizado por la corriente es 1J y el tiempo empleado es 1s, entonces p = 1J/1s. Se puede observar que Watt = Joule/segundo, donde Joule/segundo se compone de la unidad de potencia eléctrica y la unidad de tiempo, que se denomina unidad compuesta. Se pronuncia julios por segundo.
El origen del punto de conocimiento 2 kilovatios hora
●Derivación de la fórmula de la energía eléctrica: ∵P=W/t ∴W=Pt.
●El significado de 1k wh: La energía eléctrica consumida por un aparato eléctrico de 1 kW cuando se usa durante 1 hora.
[Explicación] 1. Cuando se miden grandes cantidades de energía eléctrica en la vida diaria, ¿se utilizan kW? 6?1h.
2.kW y kWh son dos unidades diferentes, que son fáciles de confundir en las aplicaciones y deben distinguirse.
Punto de conocimiento 3: Cómo medir la energía eléctrica
La fórmula común para medir la energía eléctrica es P=UI.
Significados de los símbolos y unidades
Corriente
Voltaje - voltios
Electricidad -w
●Tensión nominal y potencia nominal
(1) La tensión nominal se refiere al valor de tensión cuando el aparato eléctrico funciona normalmente.
(2) La potencia nominal se refiere a la potencia eléctrica de un aparato eléctrico cuando funciona a tensión nominal.
(3) El voltaje real se refiere al voltaje de funcionamiento real del aparato eléctrico.
(4) La potencia real se refiere a la potencia eléctrica obtenida del voltaje real.
(5) Clasificación: Un aparato eléctrico tiene una sola clasificación; un aparato eléctrico puede tener múltiples medios reales, lo que depende principalmente del circuito en el que se encuentra el aparato eléctrico.
Se puede ver a partir de la relación de P=IU que si el voltaje de un aparato eléctrico cambia, la energía que consume también cambiará. Por lo tanto, el funcionamiento adecuado de un aparato significa que el voltaje nominal del aparato es igual al voltaje en el circuito al que está conectado. Cuando el aparato eléctrico funciona normalmente, U real = U cantidad, P real = P cantidad.
El punto de conocimiento 4 resume las fórmulas de energía eléctrica y potencia eléctrica.
●Fórmula de energía eléctrica
(1) Defina la fórmula P=W/t
(2) La fórmula para medir la energía eléctrica es P=IU.
(3) La fórmula de deformación derivada de la ley de Ohm es P=U2/R o P=I2R.
●Fórmula de cálculo de la potencia eléctrica
(1)W=Pt, fórmula definida en base a la potencia eléctrica.
(2)W=UIt, basado en P=UI y la fórmula derivada.
(3) Fórmula de deformación: W=I2Rt o w = u2t/r.
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