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当一个电路的电阻为0时,知道电压,求其电功率.公式是什么?
1人问答 更新时间:2024-04-20 09:26:57
问题描述:

当一个电路的电阻为0时,知道电压,求其电功率.公式是什么?

高雅利回答:
  首先,纠正上面的回答,电功率的基本公式是P=UI   其中发热功率才是P=RI^2不发热不代表不做功   首先,你问的问题是不是整个环路都没有电阻?   大家都知道,电源也是有内阻的,如果考虑这个,公式还是高中学的.   但是超导发电机带动超导电路就是全环路没有电阻的.这时候,很多公式就都失效了,但是P=UI作为电学最基本的功率公式,仍然成立.   那么好,超导了,电流怎么算?   很明显,是和时间有关系的!   超导了,在一定电压下,自由电子开始加速,并且不断加速,因为不受到阻力,理论上电子的速度可以无限大.   那么好,这个功率就是和t有关的了.   假设,环路里一共有n个电子,电子质量为m,环路的长度是L,   则E=U/L   那么电子的加速度就是   Ee/m   时间t后,电子的速度就是   Eet/m,电流大小是单位面积内通过的电荷量,也就是   nev/L,那么,电流大小就是   I=nUte^2/L^2   所以功率就是   P=UI=ntU^2e^2/(mL^2)=nt(Ue/L)^2/m   注意里面的t,是没有电流开始加U后经历的时间.   这些功率做的功去哪里了呢?当然是增加动能了.   我们可以验证一下是不是这样.   在通电t时间之后,电子的加速度Ee/m下,运动了t,速度就是Eet/m,动能就是0.5(Eet/m)^2=0.5m(Uet/mL)^2=0.5(Uet/L)^2/m   总动能还要乘以n   画p-t图可以知道,到时间t的时候,总功率应该是P(t)*t/2(因为P-t图是三角形,类似于匀加速运动的v-t图)   代入刚刚推得的功率公式,恰好吻合,说明我们推导的功率公式,就是电能转化为电子动能的公式.   最终在总结一下,功率是   P=nt(Ue/L)^2/m   其中,n是整个环路里的电子数目,t是从电流为0开始加U后所经历的时间,e是电子电量,L是环路总长,m是电子质量.
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