为什么P=U·I?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/08 18:54:05
为什么 电功率 等于 用电器 两头电压与 通过 用电器的电流的 乘积

也就是P=U·I

W = UIt
P = W/t
所以P=UI



这个问题最好从微观(电子运动)的角度解释:

首先解释相关物理量U、I、P的微观定义

(1)电动势U:
等于某一段用电器两端驱动电子运动的电场强度E与电子定向运动距离d之积(见高中物理中关于电场强度和电势的定义:U=Ed)

(2)电流I:
是衡量在单位时间之内通过横截面积的电荷数的物理量
I=neSv(n是导体中自由电子的体密度、e是元电荷量、S是导体面积、v是电子定向运动速度。)(见电流的微观定义,也可以自己由电流的定义式I=Q/t推导出来)

(3)电功率P:

电场在一段时间内推动电子克服阻力做定向运动做功的多少。

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下面开始证明P=UI

为方便计算,把用电器等效为一段横截面积为S,长为d的导体。

时间t内,电场推动了横截面积S,长为d(d=vt)这么长一段导体中的电子定向运动

被推动的电子总数N=nV=nSd

电场推动每一个电子做功的力f=eE,则合力为F=Nf=nSEd

运动距离s=d

做功W=Fs=nSeEd^2

则电功率P=W/t=nSeEd(d/t)=nS(Eed)v=(neSv)U=IU

(最后一步计算时利用了U=Ed,和I=neSv)

能问出这种问题的人,很有前途。有当科学家,刨根究底的潜质。

To sys_master
那为什么,W = UIt 呢?

电功率的定义就是这个,为了表示 用电器两端电压与 通过 用电器的电流的 乘积才定义了这个量,你的问题就相当于R为什么等于电阻一样,没有什么实际意思,如果你是科学界名人,如果是你第一个定义的,如果你喜欢,可以写PPPAASD=U*I,那全世界都这么用,随你高兴了

P=Fv=EQ*s/t=Es*Q/t=U