作 者:刘德华(湖北省钟祥市东桥中学)
学习了电功率知识以后,我们可以仿照"电阻的串联"和"电阻的并联"中推导总电阻跟各串(并)联电阻关系的方法,研究一下电路中的功率,看看电路中的总功率跟各用电器的功率有什么关系。
我们首先研究串联电路中的功率关系。设任意两个用电器A和B串联在电路中的总功率为P,各用电器的实际功率为P1和P2,如图1,
由功率公式P=UI得,
,将上述各式代入中,
有:
,即:
(1)
下面再来研究并联电路的功率关系。设两用电器A和B并联在电路中的总功率为P,各用电器的实际功率为P1和P2,如图2,由功率公式P=UI得,
,将上述各式代入
中,得到
,所以:
(2)
从上述(1)(2)两式看出,串联电路和并联电路具有相同的功率关系:电路中的总功率,等于各用电器的功率之和。
这个结论还可以用能量关系直接得出。设电路中电流在时间t内做的功(即消耗的电能)为W,各用电器消耗的电能分别为W1和W2,不论是串联电路还是并联电路,电路中消耗的总电能,都等于各用电器消耗的电能之和,即:
W =W1+W2,
等式两边同除以时间t,得到
,即:
这就是前面我们推导出来的结论。
从这里的推导,我们又一次认识了能量转化和守恒定律具有普遍的意义。
(本文发表于1990年4月号《学物理报》)
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