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7-5 電功率
與電流熱效應
阿Samn老師

課程大綱
電功率
電流熱效應
焦耳定律
電費的計算
電能傳輸過程
2 2018 高三選修物理 CH7 電流

電路中的能量-電路元件與電能轉換
?電池利用化學能將正(負)電荷經由電池內部從負(正)極推向
正(負)極，使電荷獲得了電(位)能。
?電器是一種消耗電(位)能而轉變成其他能量形式的裝置
?例如：馬達將電能轉換成力學能、喇叭將電能轉換成聲
能、…。
2018 高三選修物理 CH7 電流3
能量輸出/輸入的效率功率 ? =
??
??

簡單電路的電功率
? 取一個電阻R 跨接於電池兩端，就是簡單電路
R
I
I
+
-
Ｓ
?
電池電動勢 ?
p
q
q
開關S 接通電流 ? =
??
??
I
電荷從電池獲得的能量 ? = ?? ? ?
電池的功率 ? =
?
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簡單電路的電功率
? 取一個電阻R 跨接於電池兩端，就是簡單電路
R
I
I
+
-
Ｓ
?
電阻端電壓 ?
p
q
q
開關S 接通電流 ? =
??
??
I
電阻消耗的能量 ? = ?? ? ?
電阻的功率 ? =
?
??
=
???
??
= ? ? ?

電功率，符號 P
? 電功率：單位時間提供(或消耗)的電(位)能
? =
??
??
高
電
位
V2
低
電
位
V1
? 單位：
? 焦耳/秒或瓦特（Watt）
? 簡稱"瓦"，符號是W
?? = ? ? ? ? ? ? = ? ? ?
? = ? ? ??
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??
=
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??
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= ? ? ?
? 單位：瓩或千瓦（kW）

? 宏觀觀點：
? 電流流經導體時，部分電(位)能轉換成
導體的熱能，此現象稱為電流的熱效應。
? 看到導體發光-白熾
電流熱效應
https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_heating#/media/File:Toaster-quartz_element.JPG

電流熱效應
? 微觀觀點：
? 電子在導體中開始移動
? 電子跟導體內的原子發生碰撞
? 電子動能某個比例轉給原子
導體的熱能
原子振動更劇烈
http://physicszarevision.blogspot.tw/

焦耳定律
? 遵守歐姆定律的導體
? 此導體消耗功率或發熱功率
? = ? ? ?
? = ? ? ? = ? ?
? ?
電流越大產生熱能(損耗的電能)越多
金屬導體可以用來作電熱器的加熱裝置
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳
1841年，由英國物理學家焦耳發現
= ? ?
/?

電能與電費的計算
10 2018 高三選修物理 CH7 電流
電能 ? = ? ? ? = ? ? ? ? ?
轉成熱能熱功當量 ? ??? = ?. ??(?)
? ? = ?. ??(???)
熱能
? = ?. ?? ? ? ? ?
= ?. ??? ? ? ? ?
電價的計算收費期間的電能
計費單位度 ???? ? ? ?(??) = ?(瓩 ? 小時)
?. ? × ?? ?(?)

輸送電能的模式
? ? = ? ? ? ?
? ? = ? ?
?
https://www.123rf.com/photo_55111262_stock-vector-hydro-power-plant-3d-isometric-electricity-concept-energy-electric-alternative-hydroelectric-hydro-t.html
電廠供電功率用戶的耗電功率
傳輸線消耗的功率
? ? = ? ? + ? ?
? ? ? = ? ?
? + ? ? ?
輸出電壓? ? ↗
輸出電流 ? ↙
? ? = ? ?
? ↙
定值
高壓電↗
? ? = ? ? ? ?

參考資料
1. 鄭呈因,龍騰課堂講義
2. 維基百科
3. 龍騰版高三選修物理課本
4. 南一版高三選修物理課本
5. 相關影片僅供教學用，且不超過5分鐘。
6. 多數圖片來 Google search

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