电功率公式辨析

三种写法,什么时候才真的等价?

调节电压与电阻,看三个功率公式怎样得到同一个结果;再换成电动机,观察为什么不能随意套用变形式。

设置工作状态

12.0 伏
6.0 欧
两端电压 U12.0 伏
工作电流 I2.00 安
线圈电阻 R2.0 欧

实时电流 I

2.00 安

由 I = U ÷ R 计算

功率计算结果

纯电阻满足欧姆定律 U = IR,所以把 I = U/R 或 U = IR 代入 P = UI,才得到另外两种等价写法。

电动机正常转动时,输入的电能一部分转化为线圈内能,另一部分转化为机械能。它不是纯电阻用电器,不能写 U = IR,输入电功率只能用 P = UI。

通用式

P = UI

24.00 瓦

12.0 × 2.00

纯电阻变形式线圈发热功率

P = I²R

24.00 瓦

2.00² × 6.0

纯电阻变形式错误套用

P = U²/R

24.00 瓦

12.0² ÷ 6.0

三式结果一致:都是 24.00 瓦

适用边界:P = UI 对各种电路元件都适用;P = I²R 和 P = U²/R 作为电功率公式使用时,只适用于纯电阻用电器。

线圈发热功率 I²R 6.00 瓦
转化为机械功率 P输入 − P热 12.00 瓦

注意:P输入 = UI,P热 = I²R,P机械 = P输入 − P热。I²R 不是电动机的总输入功率;因为不能使用 U = IR,也就不能用 U²/R 计算输入功率。