什么是电能

这一期我们看一下电能和电工，很多同学对他们的概念比较模糊，电能实际上就是电流具有的能量，他就类似于内能、重力、势能、太阳能，他从磁性上来说相当于一个名词，他描述的是一种状态。 就比如说我手里面有一颗石头，我一松手能把下方的鸡蛋给砸碎，但是我就不松手，我就不砸他。而你也知道我松手之后能完成这件事，但我就不这样干，这就叫变能，我有这种能力，但我不非得去表现出来。 呃，电工呢？是电流所做的工，他从磁性上来说是一个动词。就比如说砸鸡蛋，你需要砸十个，当你砸完九个的时候，这件事还没有完成吗？也就说这个过程没有结束，你必须得把十个全部砸掉，也就说你要想把这部分电脑转换成其他形式 的能，你电流就必须得完成这么多的功。他们两个定义上虽然不同，但是在做计算题的时候就认为电能和电功是相同的，也就是说用电器消耗了多少电能，就认为电流做了多少功。

为什么电能可以驱动机器运行？电能是一种非常重要的能量形式，他在我们日常生活中无处不在。当我们插上电源线，打开开关时，电能开始流动，我们的机器和设备就开始晕转了。那么为什么电能可以驱动机器运行呢？ 首先让我们了解一下电能的本质。电能是由电荷的运动产生的一种能量形式。 在导体中，例如金属线，电子可以自由的移动。当一个电源连接到导线上时， 他提供了电子流动所需的电视差，也就是电压。当我们将电源连接到机器上时，电流开始流进电路。电流是由电子在导线中的流动形成的，这些移动的电子携带着能量，并 且可以在电路中传递。当电流通过机器中的电子元件，例如电动机或灯泡时，电能被转化为其他形式的能量。不同的机器和设备需要不同形式的能量来运行，例如电动机需要机械能来驱动它的转动，而灯泡需要电能转化为光能， 这是通过使用电磁感应、电阻、电容等电子元件来实现的。电子元件锂电机、发电机和变压器利用电能和磁场之间的相互作用来转换能量，他们通过改变电流的方向、大小和频率， 实现了能量的转换和控制。这样我们就能够利用电能来驱动各种机器和设备，满足我们的日常需求。总结一下，电能可以驱动机器运行，是因为电能 具有转化为其他形式能量的特性。通过电子元件的作用，电能可以被转化为机械能、光能、热能等形式，从而使机器和设备正常运行。电能的应用范围广泛，他为我们的生活带来了便利和效益。

电能表， 二十一世纪最美的爱情宣言，不再是山无棱天地合才敢与君绝了，而是刷刷刷买买买， 什么囊中羞涩，与此无缘？那你错了，下回拿上一张够电 ic 卡，你就可以挺起胸膛大声的说，刷刷刷 ic， 买买买电字啦！不明白？那咱们就来一起聊聊电表，你就明白啦！ 我们平时所说的电表，在物理学中称之为电能表或电镀表，以前常用的电能表就长成酱子，哈哈哈！ 在我们用电的时候，电能表中间的铝制圆盘就会开始转动，圆盘上面的数字就以千瓦十，也就是杜维单位来显示电能啦。最右边的是小数点后的数字， 在计量一段时间所用电能的时候，我们就要记录开始和结束时电能表上计数器的市数，前后两次的市数之差就是这段时间内消耗的电能数啦。 比如小明家的电表，在月初时的事数是四千二百六十七点八千瓦时，月末的时候则是四千三百七十四点四千瓦时。 所以小明家这个月所用的电量就应该用四千三百七十四点四千瓦石。减四千二百六十七 点八千瓦时，等于一百零六点六千瓦时，也就是一百零六点六度啦！ 除了是数之外，电能表上还有好多不明觉历的数字，让我们来一一解读他们的意义吧！ 首先这里的二百二十伏就表示电能表应该在电压为二百二十伏的电路中工作。旁边的十安就表示电表的标定电流，也就是长时间连续运行的电流不能超过十安， 括号内的电流是短时间内允许通过的最大电流，旁边的三千转每千瓦时就表示用电器每消耗一千瓦时的电能转盘转动三千转，在旁边一点的五十赫兹则表示电表应在五十赫兹 交流电中使用。除了这种电表以外，现在的生活中经常使用 ic 卡的电表没有上门收费的人，而是需要你自己插入 ic 卡，电表却会自动读取卡中的金额。 通常这种电能表中并没有转动的铝盘，而是用电指示灯闪烁的次数，如三千两百 imp， 每接瓦时就表示每消耗一度的电能红灯就闪烁三千两百次，高大上吧！可一旦金额用完就会 好啦！今天就介绍到这，我现在就要回家刷刷刷买买买去了，拜拜！

电早在两千六百多年前就被顾吉腊人发现，直到千年后才逐步应用到生活与生产上。电推动了世界的进步，成就了我们今天的人类文明。想象一下，如果有一天突然没有了电，世界会变成什么样子？ 哦， my lady gaga 简直细思控极啊！既然电对我们如此重要，那我们是从什么途径得到电的呢？ 当然就是通过各种各样的发电厂，如火力、水力、风力发电厂，以及各种各样的电池了。他们就负责把不同形式的能量转化为电能，提供给人类使用。 那这些电能最后又去了哪里呢？用电饭锅做饭时，电能转化成了内能。晚上开着台灯赶作业时， 电能转化成了光能。用洗衣机洗衣服时，电能又转化成了机械能。哦，原来电能通过用电器的消耗，被转化成了其他形式的能量了。 像这样电能转化为其他形式能的过程，实际上就是电流做工的过程。有多少电能发生转化， 就有电流做了多少功。我们之前在力学中学习过，功功的大小与力和沿力方向通过的距离有关。在电学中，电流做的功就称为电功。 那电工的大小又和什么有关呢？电流做工的多少，跟电压、电流和通电时间都成正比。电工等于电压、电流和通电时间的成 机功能符号是 w， 所以电工的符号也是 w。 那么计算电工的公式就是， w 等于 u i t w 等于 u i t， w 等于 u i t 啦！ 再来看一下单位，工的单位是交饵，所以电工的单位也是交饵。电工又是电能转化的标准，所以电能的单位还是交饵，当然牛米仍可用。除此之外，还可以根据电工的工序推导出一个新的单位，福安秒， 一交等于一牛米等于一幅安秒，可不要因为单位多就累厥不安哦。收起傲娇，牢记公式，单位嘛，就自然可以轻松推倒了。其实电工还有一个常用 单位，就是度，也叫千瓦时，一度等于一千瓦时，等于三点六乘十的六次方交饵。 那我们来看一看，一度电都能用来干什么呢？转化成热能，可以烧开将近八公斤的水，转化成机械能，可以让电动自行车跑上八十公里。怎么样，是不是很厉害呀？ 如果把一辆新型的电动汽车接在二百二十伏的电压中进行充电，此时通过电动车的电流是易安。如果充电一个小时，电流做了多少功，消耗的电能又是多少呢？ 在这里我们知道了，电压是二百二十伏，电流是易安，充电时间是一个小时，也就是三千六百秒。那么就可以直接用公式 w 等于 u i t 来计算电工啦，也就是七十九万两千交。 而电工就是衡量电能消耗的标准，所以消耗的电能当然也是七十九万两千焦啦。 好了，电也充完了，世界那么大，我要开车去转转了，拜拜！

电能是什么？他是靠电流输送的吗？也许你全错了，电流是导体内带电粒子做大规模 定向运动所导致的。随着电流的接通，电源的能量由某种力克服，电厂力做工获得的电能 被传送到电路各处以供使用。若电流经过电阻将产生热。若经过电感，将通过安赔力对外做工。 若经过发光设备则发出光。总之，电流流过的地方就会有能量转换，即从电能转化为其他形式的能量。读到这里，很多人的脑子里会有一副这样的画面，那些随着电流飘逸的带电粒子， 我们称之为在楼子，就像一个个背着储能小钢罐卡通人一样，他们在电路中奔跑，将能量不断送出，周而复始，直到电源被耗 镜一在流子的运动。根据上面这种理解，大多数人很自然就认为电能是通过导线随着在流子的运动而被传送的。据此，有人用如下动画表示，这种过程， 导线中流动的在流子彼此连成一个环状的列车，从电源出来的，在流子能量满满穿过负载后，能量被消耗一空，电子空车又返回电源，重新装载能量再出发。那么物理事实真的是这样的吗？ 非也，仅凭一个大家熟知的事实就可以否定这种说法。诸位在中学物理中都学过变压器，如下图，就是一个势力。可以看到两个线圈之间是绝缘的，电流并没有接通。所以指望电能随着载流子在导线中运动而被传递的想法是不对的。 你再想象一下，当那电站的铡刀一合上，电能瞬间就被送到了千里之外。如果真的靠导线中的电子的运动来携带电能， 那速度怎会如此之快？也许你会说，也不是不可以哦，毕竟电子的速度可以很快吗？然而，导线中的在流子的速度其实比你想象的要慢的多， 不信的话，我们可以算一算。考虑铜导线，假设每个铜元子贡献一个电子作为在流子，现有一摩尔的铜，它的体积为摩尔，质量为，密度为，则铜导线的在流子的浓度为。 其中外 f 加德罗场数查的铜的密度带入得的值大约为个立方米。根据电流强度的定义，他等于单位时间内穿过导体结面的电量。设有导体横截面为在 电流子的浓度为，漂移速度为所带电和为则位于面的左侧常围的导体内的电和为这些电和将在的时间内穿过该面，故这是电流强度的微观表达式。顺便说一下电流密度这个东东，因为后面要用到， 它是指单位面积上的电流，也就是由于导体内部各个点的在流子的速度可能不同。为了更细致的描述这种一般情况，就将电流密度定义为使量用表示，即射铜导线的半径为等于零点八毫米， 电流强度为十五安，等于计算的电子的漂移速度为。这速度怎么样？天啊，不说比乌龟慢，根据百科数据，这个速度比蜗牛还慢的多。凭这个速度，电网什么时候才能把电能送达到用户手中 时？之所以有人把在流子比作携带能量的车子，因为他们凭直觉认为电能是被带电粒子所携带的。 然而作为在流子，例如电子是没有大小的，至少目前看来，电子只是一个点而已，没有内部结构。 他若要携带能量，这能量装在哪里？实际上，除了自身的质量所度量的技能之外，电子只有一种可以携带的能量，那就是动能。但动能显然不是电能的本质， 既然电子的漂移速度慢如蜗牛，而电子的质量又是如此之小，根据上面的在流子的浓度，你大概可以算一下，在电流一次完整的流过电路的过程中，比起负载消耗的电能来说， 全部在流子的动能加起来的直是微不足道的。记得关注再走哦，点个赞呗师傅！

今天我们讲电工，对于一个完整的电路，他由电源、导线、开关和用电器组成。电源是提供电能的装置，用电器就是消耗电能的装置，比如我们常见的灯泡发光、电阻发热等。那么用电器是如何消耗电能的呢？ 我们知道能量的改变方式有两种，一种是热传递，另一种是做工。电路中电能就是通过做工的形式来改变。我们称为电工，表示的是电流所做的工。 以前我们只知道立可以做工， w 等于 fs， 今天我们就要学习到电流做工的公式， w 等于 uit。 这里的电压和电流都是针对同一个对象。另外对于这个公式，爱预期的成绩表示时间梯内通过的电喝量，因此公式也可以 写为 w 等于 uk， 表示用电器两段电压与这段时间内通过它的电和量的成绩。针对公式， w 等于 uit。 比如对于这个电路，求在十秒钟内通过电阻的电流做的电工是多少， 就可以表示乘 w 等于三伏，乘以一安，乘以十秒等于三十焦耳，那么电流做了三十焦耳，电工电源就消耗了三十焦耳的电能。

同学们好，今天老师带领大家复习电工和电热。首先来看电工，电工的定义表达是是这样的，是 w 等于 uit， 也就是电流所做的工，跟他的电压 和电流以及充电时间成，证明他的单位是交二，简称交，符号是建在生活当中我们常用的。电工的单位呢，是千瓦石，也就是俗称的度，那一度呢，就等于一千瓦石， 也就等于三点六乘以十的六次方加尔，他怎么来的呢？我简单给大家说一下。因为电工的表达是等于 uit， 他还有一个单位，比如电压的单位是福特电流的单， 单位呢，是安排，而时间的单位呢，是秒，所以电工呢，他的单位还可以写成一夫安淼， 所以一加二就等于一伏安淼。在前面我们还学习了一个电功率的表达，是那电功率 p 就等于光除以时间，电功就等于电功率乘以时间，所以很显然这个电功率的单位大家都知道是瓦， 而时间的单位呢，主单位是秒，所以公的单位还可以写成一加二，就等于一瓦秒，注意这个地方 容易混响，这个 w 代表的是电工，电工等于功率乘以时间，那么他的多一个单位呢，是加二，他就等于一 瓦秒。因为功率的主单位是瓦，实际的单位是秒，所以一瓦秒就是一家。功率比较大的时候，我们可以换用一个单位，把瓦变为千瓦， 时间呢，秒可以转换为小时，这样就会得到一个千瓦时，这么一个单位，也就是生活当中所说的度。好再来看一下电工的表达是等于 uit， 大家注意，这个 电流等于电压，除以电阻，显然这属于欧姆定律，在纯电阻电路当中，大家一定要注意是纯电阻电路，欧姆定律是适用的， 所以如果把欧姆定律再带到这个电工的表达室里边，那就会得到好多的式子。来看一下第一个，那电工我可以写成由方比阿尔提， 或者写成 f r t。 以后在做题的时候，大家一定要注意，凡是适用于欧姆定律的，那么电工的这个表达式啊，这三个都是通用的， 前提是欧姆定律得成立。好，下面呢，我们再来看一下加尔定律，也就是电热问题，电流通过导体所产生的这个热量，他跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻 成正比，跟通电的时间成正比，公司表达，那就是电热 q 就等于 f r t。 注意，这是定义史啊， 什么叫定义时呢？大家一定要注意，也就是说它适用于所有家用电器。电热的单位呢，依然是交儿，那么一交儿就等于多少呢？电流的单位是 i 带着平方，所以就等于安方， 店主呢，欧姆时间呢秒，所以他就等于一，安方欧姆秒，不过这个单位呢，我们在平时学习的过程当中并不常用，我们知道他的单位是交二就可以。 如果某一个电器，他的消耗的电能全部转化为了热，而 没有转化为其他形式的能，那么这时候大家要注意，这时候电流所产生的热量。 q 啊，就等于消耗的电能，什么意思呢？这一类我们给他起个名字叫纯电阻电路， 只要是纯电阻电路，那么欧姆定律就适用。电流等于电压除以电阻，只要欧姆定律适用，那么就好办了，那电热就等于电工，还等于 电功率乘以时间。如果把欧姆定律带进来之后，我们会得到这么一个表达，是埃方二提， 这样就是电热啊，跟电工它是相等的好，下面呢我们来看这么一个例子，来，大家来填一下电流。通过电风扇做工的时候，大家注意，电风扇是一个特殊的用电器，它转化为什么形式的能呢？注意电能它转化为动能，同时电机呢还要发热， 所以电能转化为机械能，还有一部分内能。那如果电流做的公式这么多，问 电风扇获得的注意这个词是机械，判断一下他比这个消耗电流所做的工资多还是少，显然机械呢要比电能要小。好，下面呢我们再来看一下电能和热量他们之间的关系。 电能呢是是电的总能量的一个总称，当电能转化为其他形式的能的时候，我们就把它称之为电工，只有在转化的过程当中，我们才称之为电工，其实就是电流在做工这四个定义时，大家一定要注意。 什么叫定义史呢？我刚才已经说了一遍了，就是他适用于任意用电器，而定义日呢，他的定义史是这个 f r t， 也就是交耳定律。因为我们把这个欧姆定律啊，带进去之后，可以得到这么一溜表达式，所以同学们感觉到难的地方也就在这个地方， 其实这地方大家记住一点就行，只要是纯电阻电路，那么电工和电热是完全一样的。那什么是纯电阻电路呢？就是消耗的电能全 部转化为内能，这两个式子呢，就通用电炉子，电饭锅啊，还有电灯泡这一类，只要看到这几个，就这些式子都是通用的。那如果在非纯电阻电路当中呢？比如 在这个电风扇，因为这个电风扇消耗的电能，注意，依然是这个定义吗？它消耗的总能量就是电流， 常以电压和时间，他的成绩就是消耗的总的电能，但这部分电能他完成了两项任务，一类是电流产生热，也叫电热，而电热呢，只能用加二定律的这个定义表达是 只能用这一个。还有电能呢，他要驱驱动这个电风扇进行转 动，而转动呢，它产生的是机械能，所以电能它包括两部分是电热和机械能，合起来就是消耗的总能量。我们并没有直接的公式来计算它的机械能，但是呢，我们可以计算消耗的总的电能， 同时利用交二定律呢，我们也可以计算电热，那电能与电热之间的那个差就是机械能 好，下面呢，有一个例题，大家来看一下。有一台电动机，正常工作时，他的线圈两端的电压为三百八十伏， 线圈的电阻为两 m， 线圈的电流为三胚为这台电动机正常工作一秒啊，很简单，就一秒求他消耗的电能。第二求产生的热， 如果没有其他能量的损失，问机械能是多少？这是个电动机，它消耗的电能。第一步消耗的电能是什么呢？就用我们电能的，也就说它转化为电工，那电工等于什么呢？ 定义表达，试试 uit 扣定义吗？所以把这些数据呢，带入计算，很容易得出答案，所以关键是一定要仅扣定义。 第二，产生的电热是多少？很显然，利用交耳定律，那电热呢，就等于 i 方 r t， 这里错了，是 i 方 r t， 带入就就可以了。 大家你看，很明显的差别，这个由 rt 与 i 方 rt 这地方呢，根本就不相当。为什么呢？这是电动机，属于 非纯电阻电路，所以很简单，你就扣定义就是了。电热就是 iphone rt， 那电工呢？就是 urt， 各用各的，他们不相当。 第三问，那就简单了，有电能了，有消耗的电能，所做的总工，有的电工有了，有电热了。当然他有个前提，没有别的能，也是没有产生声音，没有产生过啊， 则得到的机械能是多少？那显然，在这里边，我们尽是认为热能加机械能等于电能，所以找做差就算出机械能了多少。好同学们，今天呢，我们就复习到这里，最关键的就是一定要牢牢的扣定义。 好同学们，再见！

美国国家地理杂志网站曾把一种鱼列入到地球上最令人恐惧的淡水动物之一。这种鱼叫电鳗， 他能产生足以将人击昏的电流，是放电能力最强的淡水鱼类，输出的电压可达三百至八百伏，因此电慢由水中的高压线支撑等等。阿道，那这种鱼跟电池一样吗？可以把化学能转化为电能啊？ 是的，电鳗的放电器官在身体的两侧，而且他大部分的身体或重要的器官都有绝缘性很高的构造，包住在水中就像是一个大电池。 自然界真是奇妙无穷啊。电慢发电来捕食和打击敌人。 生活中各种各样的发电厂以及电池，因为能产生电，同样被人们广泛使用，而他们都是通过把不同的形式的能转化为电能，来实现给人类提供电的。 电能作为一种能源，它可以让各种各样的用电器工作，在我们生活中无处不在。 比如电灯把电能转化为光能为我们照明。电动机把电能转化为机械能，使得电风扇旋转。电热器把电能转化为内能，可以烧水， 电视机、电脑依靠电能工作，把各种信息加工后传送给我们。小芬，上个月你家用了多少度电呢？嗯，没 听我爸说怎么这么问。每个家庭都有用电，不同家庭用电的多少也不同。平常说的家里用了多少度电，这里的度就是电能的单位。物理学上叫千瓦石，符号是 k、 w、 h。 在物理学中，电能的单位是焦，而符号 g， 他们之间的换算关系是一度等于一千瓦，十等于一千瓦乘三千六百秒等于三点六乘十的六次方焦。 测量电能的工具是长这样的，下方有几个参数，二百二十伏至额定电压表示这个电能表应该在二百二十伏的电路中使用。十安二十安十安 是这个电能表的标定电流，二十安是额定最大电流，电能表工作的电流不应该超过额定最大电流。五十赫兹是指这个电能表在频率上为五十赫兹的交流电路中使用。 二千五百 revs 每千瓦时表示接在这个电能表上的用电器每消耗一千瓦时的电能。电能表上的转盘转过二千五百转， 最上面的数字以千瓦时为单位来表示已经用去的电能。中间的铝制圆盘在测量用电器消耗的电能时转动。读书时要注意最后一位是小数点的数字， 而电能表技术器上前后两次读数之差就是用电器这段时间内消耗的电能哦， 可以用公式， w 电等于 w 末减 w 出表示。来到我回家问了我爸，他说我家上个月电能表在一号的时候失数是三千二百四十六点八千瓦时， 月底三十号显示的时速就到三千二百六十五点四千瓦时。那你知道上个月我家是用了多少度电吗？ 知道啊，十八点六度啊。是的， w 电等于 w 末减 w 出等于三千二百六十五点四千瓦时。减三千二百四十六点八千瓦时等于十八点六千瓦时。 在日常生活中的电能表比较常用的是 i c 卡式的，用户将 i c 卡充值后插入电能表，电 能表自动读取卡中的金额，一旦金额用完，电能表会切断电路，所以表中的金额将要用完时，需要到银行为 ic 卡储值，并重新将卡插入电能表哦。 电能在我们生活中的使用是根本停不下来的，手机用电、电脑用电、灯泡用电各种各样，当需求越来越多，能源供应就日益紧张。因此，我们每个人都应该具有节约用电的意识，从点滴做起， 不同形式的能转化为电能，电能又可以转化成多种其他形式的能量。例如吹风机在工作时，电流在吹风机里做工，吹出了热风，电能转化成机械能和内能。那怎么知道 吹风机工作的这段时间消耗了多少电能呢？电流做了多少工，我们就说消耗了多少电能。这里的电流所做的工叫电工，电工的符号是 w， 他的国际单位和电能的单位是一样的，焦尔常用单位是千瓦石。 那电流做工多少与什么因素有关呢？电流做工的多少，跟电流大小、电压的高低、通电时间的长短都有关系。 大量的实验表明，夹在用电器上的电压越高，通过的电流越大，通电时间越长，电流做工就越多。他们的关系可以用公式， w 等于 uit 表示。根据公式，我们又可以推导出电工的另一个单位，电压单位 v， 电流单位 a， 时间单位 s。 那电工单位也可以是 vas 了。 比如一个灯泡的两端电压是二点五伏，电流是零点三安。他在这种情况下通电两分钟，电流做了多少功呢？ 根据公式， w 等于 uit， 电压二点五伏，电流零点三安，通电两分钟就是一百二十秒，因此 w 等于二点五伏乘零点三安乘一百二十秒等于九十。交 好了，课程的内容就到这里了，最后我们再来总结一下本节课所学的知识吧。一、发电机或电池等电源将其他形式的能转化为电能，用电器则将电能转化为其他形 的能。二、消耗电能的多少，用电能表来计量。电能表上的计数器上前后两次的读数之差，为相应时间段内用去的电能。 三、电流做了多少功用电器就消耗了多少电能。电功与电压、电流和通电时间的关系是 w 等于 uit。 本节课程的内容到这里就结束了。