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功率的数学意义

更新时间:2023-10-04 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

功率的数学意义是表示物体做功快慢的数学量。功率的数学定义是单位时间内所做的功叫功率。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

功的数目一定,时间越短,功率值就越大。求功率的公式为功率=功/时间。功率表征作功快慢程度的数学量。单位时间内所作的功称为功率,用P表示。故功率等于斥力与物体受力点速率的标量积。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

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哪些是功率?它的化学含意是哪些?Sh5物理好资源网(原物理ok网)

功率百科名片功率是指物体在单位时间内所做的功,即功率是描述做功快慢的化学量。功的数目一定,时间越短,功率值就越大。求功率的公式为功率=功/时间[编辑本段]功率定义功率公式Sh5物理好资源网(原物理ok网)

求功率的公式也为P=W/t=UI=I²R=U²/RSh5物理好资源网(原物理ok网)

P表示功率,单位是“瓦特”,简称“瓦”电功率定义和物理意义,符号是“w”。W表示功,单位是“焦耳”,简称“焦”,符号是“J”。t表示时间,单位是“秒”,符号是“s”。由于W=F(f力)*s(s位移)(功的定义式),所以求功率的公式也可推导入P=F·V(当V表示平均速率时求出的功率为相应过程的平均功率,当V表示瞬时速率时求出的功率为相应状态的瞬时功率)。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

功率越大怠速越高,车辆的最高速率也越高,常用最大功率来描述车辆的动力性能。最大功率通常用马力(PS)或千瓦(kw)来表示,1马力等于0.735千瓦。1w=1J/sSh5物理好资源网(原物理ok网)

功率的估算公式:P=W/t(平均功率)P=FV(瞬时功率)Sh5物理好资源网(原物理ok网)

功率的各类称谓Sh5物理好资源网(原物理ok网)

功率就是表示物体做功快慢的化学量,化学学里功率P=功W/时间t,单位是瓦w,我们在媒体上经常看到的功率单位有kw、ps、hp、bhp、whpmw等,还有美国曾经用的cv,在这儿边千瓦kw是国际标准单位,1kw=1000w,用一秒做完1000焦耳的功,其功率就是1kw。日常生活中,我们经常把功率也称为马力[1],单位是匹,如同将扭力称为力矩一样。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

在车辆上面,最大的做功机器就是引擎,引擎的功率是由扭力估算下来的,而估算的公式相当简单:功率(w)=2π×扭矩(Nm)×转速(rpm)/60,简化估算后成为:功率(kw)=力矩(Nm)×转速(rpm)/9.549。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

因为美制与公制的不同,对马力的定义基本上就不一样。美制的马力(hp)定义为:一匹马于一分钟内将200磅(lb)重的物体带动165公尺(ft),相加以后等于33,000lb-ft/min;而公制的马力(ps)定义则为一匹马于一分钟内将75kg的物体带动60米,相加以后等于/min。经过单位换算,(1lb=0.454kg;1ft=0.3048m)居然发觉1hp=/min,与公制的1ps=/min有些许差别,而假如以瓦作单位(1w=1Nm/sec=9.8kgm/sec)来换算的话,可得1hp=746w;1ps=735w,两项不一样的结果,相差1.5%左右。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

日本的DIN与法国共同体的新标准EEC有美国的JIS是以公制的ps为马力单位,而SAE使用的是美制的hp为单位,但因为世界一体化经济的将至和为了防止复杂换算,越来越多的原厂数据已改提供毫无争议的国际标准单位千瓦kw作为引擎输出的功率数值。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

匀功率运动Sh5物理好资源网(原物理ok网)

匀功率运动指功率P不变的运动Sh5物理好资源网(原物理ok网)

基本关系(无阻力):Sh5物理好资源网(原物理ok网)

P=FvSh5物理好资源网(原物理ok网)

则:Sh5物理好资源网(原物理ok网)

s^3=(16pt^3)/(27m)Sh5物理好资源网(原物理ok网)

v^2=(2Pt)/mSh5物理好资源网(原物理ok网)

a^2=P/(2mt)Sh5物理好资源网(原物理ok网)

因为自然情况下大多数机械或生物的功率是大致不变的,匀功率运动有它的实际意义。[编辑本段]概述功率检测用于检测电气设备消耗的功率,广泛应用于家用家电、照明设备、工业用机器等研究开发或生产线等领域中。本文重点介绍了几种功率检测的方式及其具体应用。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

功率检测技术Sh5物理好资源网(原物理ok网)

检测功率有4种方式:Sh5物理好资源网(原物理ok网)

(1)晶闸管检查功率法;Sh5物理好资源网(原物理ok网)

(2)等效热帧率检查法;Sh5物理好资源网(原物理ok网)

(3)真有效值/直流(TRMS/DC)转换检查功率法;Sh5物理好资源网(原物理ok网)

(4)对数放大检查功率法。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

电功率定义和物理意义_电功率定义和物理意义_电功率定义和物理意义Sh5物理好资源网(原物理ok网)

下边分别介绍这4种方式并对各自的异同点加以比较。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

1.1借助晶闸管检查功率法Sh5物理好资源网(原物理ok网)

用晶闸管检查输入功率的电路如图l所示,图l(a)为简单的半波检波、滤波电路,该电路的总输入内阻为50Ω。D为检波管,C为混频电容。射频输入功率PIN经过检波混频后得到输出电流U0。并且当环境湿度下降或减少时U0会明显变化。图1(b)为经过改进后的晶闸管检查输入功率的电路,该电路降低了气温补偿晶闸管D2,可对晶闸管D1的检波电流进行体温补偿。晶闸管具有负的气温系数,当气温下降时D1的压降会降低,但D2的压降也同样地减少,最终使输出电流仍保持稳定。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

须要强调,晶闸管测量电路是以平均值为响应的,它并不能直接检测输入功率的有效值,而是按照正弦波有效值与平均值的关系来间接检测有效值功率的。其实,当被测波形不是正弦波时,波峰质数就不等于1.4142,此时会形成较大的检测偏差。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

1.2等效热帧率测量法Sh5物理好资源网(原物理ok网)

等效热帧率测量法的电路如图2所示。它是把一个未知的交流讯号的等效热量和一个直流参考电流的有效热量进行比较。当讯号内阻(R1)与参考内阻(R2)的气温差为零时,这两个阻值的帧率是相等的,因而未知讯号电流的有效值就等于直流参考电流的有效值。R1、R2为匹配阻值,均采用低湿度系数的阻值,两者的电压降分别为KU1和KU0。为了检测温差,在R1、R2附近还分别接着电流输出式气温传感A、B电功率定义和物理意义,亦可选用两支热电偶来检测温差。在R1和R2上还分别串联着过热保护内阻。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

虽然等效热帧率测量法的原理十分简单,但在实际应用中很难实现,但是这些测量设备的价钱十分高昂。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

1.3真有效值/直流(TRMS/DC)转换检查功率法Sh5物理好资源网(原物理ok网)

真有效值/直流转换检查功率法的最大优点是检测结果与被测讯号的波形无关,这就是“真正有效值”的涵义。因而,它能确切检测任意波形的真有效值功率。检测真有效值功率的第一种方式是采用单片真有效值/直流转换器(比如AD636型),首先检测出真有效值电流电平,之后转换成其真有效值功率电平。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

另一种检测真有效值功率的电路框图如图3所示,该电路所对应的典型产品为型单片射频真有效值功率测量系统集成电路。U1为射频讯号输入端,U0为直流电流输出端。US端接2.7~5.5V电源,COM为公共地。IREF为基准工作方法选择端,PWDN为休眠模式控制端。FLTR为混频器引出端,在该端与US端之间并联一只电容器,可增加混频器的截至频度。SREF为电源基准控制端。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

从U1端输入的射频有效值电流为U1,经过平片器1形成一个与U12成比列的脉动电压讯号i,该电压讯号通过由内部内阻R1和电容C构成的平方律滤波器获得均方值电流U12,输入到偏差放大器的同相输入端。借助平方器2与偏差放大器可构成一个闭合的负反馈电路,将负反馈讯号加到偏差放大器的反相输入端进行体温补偿。当闭环电路达到稳定状态时,输出电流U0(DC)就与输入有效值功率PIN成反比。有关系式Sh5物理好资源网(原物理ok网)

式中:k为真有效值/直流转换器的输出电流灵敏度,的k=7.5mV/dBm。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

这些测量方式有以下优点:第一,因为两个平方器完全相同,因而在改变阻值时不影响转换精度;第二,当环境气温发生变化时,两个平方器能相互补偿,使输出电流保持稳定;第三,所用平方器的频带特别宽,可从直流仍然到微波频段。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

1.4对数放大检查功率法Sh5物理好资源网(原物理ok网)

对数放大检查器是由多级对数放大器构成的,其电路框图如图4所示。图4中共有5个对数放大器(A~E),每位对数放大器的增益为20dB(即电流放大系数为lO倍),最大输出电流被限制在为lV。因而,对数放大器的斜率ks=lV/20dB,即50mV/dB。5个对数放大器的输出电流分别经过滤波器送至求和器(∑),再经过低通混频器获得输出电流U0。对数放大器能对输入交流讯号的包络进行对数运算,其输出电流与kS、PIN的关系式为Sh5物理好资源网(原物理ok网)

式中:b为截距,即对应于输出电流为零时的输入功率电平值。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

普通对数放大器的特点曲线仅适用于正弦波输入讯号。当输入讯号不是正弦波时,特点曲线上的截距会发生变化,因而影响到输出电流值。此时应对输出读数进行修正。须要强调,虽然ADI公司生产的型单片射频真有效值功率测量器也属于对数检查功率法,但它通过采用奇特的专利技术能适用于任何输入讯号波形,但是特点曲线上的截距不随输入讯号而变化。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

单片直流功率检测系统的设计Sh5物理好资源网(原物理ok网)

属于低成本、低帧率、高端直流功率/电压检测系统,它是借助精密电压测量放大器来检测负载电压,再借助模拟乘法器来估算功率的,因而并不影响负载的接地通路,非常适宜检测电瓶供电系统的功率及电压值。检查功率和电压的最大偏差均高于±1.5%,频度带宽为。被测源电流的范嗣是4—28v。检查电压时的满阻值电流为100mV或150mV。电源电流范嗣是2.7~5.5V,工作电压为670μA(典型值)。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

A/B/C的简化电路如图5所示,主要包括精密电压测量放大器,25:1的内阻分压器,模拟乘法器。外围电路包括被测的4~28V源电流,2.7~5.5V的芯片工作电流,电压测量阻值和负载。其检测原理是借助精密电压测量放大器来测量负载电压,获得与该电压成反比的模拟电流,再将该电流加至模拟乘法器,将负载电压与源电流相加后,从POUT端输出与负载功率成反比的电流。令功率测量放大器的增益为G,上的电流为,RS+引脚的源电流为URS+,则有Sh5物理好资源网(原物理ok网)

/B/C内部的分压器阻值,接到RS+端和模拟乘法器的输入端。这些设计可精确检测电源负载的功率并为电源(比如电瓶)提供保护。从POUT端、IOUT端输出的功率讯号和电压讯号,可分别经过A/D转换器送至单片机。理想情况下,最大负载电压在两端形成满阻值检查电流。选择合适的增益,使电压测量放大器既能获得最大输出电流,又不会出现饱和。在估算的最大值时,应使RS+端与RS一端之间的差分电流不超过满阻值检查电流。适当降低的内阻值,可提升,有助于降低输出偏差。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

单片真有效值射频功率检测系统的设计Sh5物理好资源网(原物理ok网)

对通讯系统的要求是在发送端必须确保功率放大器能满足发射的须要,但是输出功率不超过规定指标,否则会造成设备过热毁坏。因而,在发射机电路中必须降低射频功率检测和功率控制电路。同样,射频功率检测对接收机也是必不可少的。按照有效值定义所估算出的功率就称为“真有效值功率”(TrueRootMeanPower),简称“真功率”(TruePower)。因为现代通讯系统具有恒定的负载和阻抗源(一般为50Ω),因而只需晓得有效值电流能够估算出功率,即可将功率检测转化为对有效值电流的检测。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

传统的射频功率计或射频测量系统的电路复杂,集成度很低。近来,日本ADI公司陆续推出、和型全集成化的单片射频真有效值功率检测系统,除了能精确检测射频(RF)功率,还可检测中频(IF)、低频(LF)功率。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

是采用将晶圆绝缘硅与超高速互补双极型相结合的高速硅锗制造工艺而制成的单片射频功率检测系统。其内部译码式对数放大器的输出电流与被测功率成反比,能精确检测1MHz~8GHz的射频功率。适宜检测于机和无线LAN基站的无线输出功率。除了远优于传统的产品,但是比模块式检测系统具有更高的性价比,比采用晶闸管检查功率法的精度更高。集高精度、低噪音、宽动态范围等优点于一身。在高达5.8GHz的输入频度下,检测精度优于±ldB,动态范围是55dB;在8GHz时精度优于±3dB,动态范围超过58dB。而输出噪音仅为Sh5物理好资源网(原物理ok网)

它采用对数放大检查功率法,对数斜率的额定值为一25mV/dB,并可通过改变UOUT、USET引脚之间反馈电流的比列系数来进行凋整。在从IN+端输入讯号时,截距功率电平为一25dB。的典型应用电路如图6所示。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

是专为检测高达8GHz的射频功率而设计的,因而保持IN+、IN一引脚之间及各功能单元电路的绝缘性至关重要。的正电源端UPSI、UPS0必须接相同的电流,由UPSI端为输入电路提供偏置电流,由UPSO端为UOUT端的低噪音输出驱动器提供偏置电流。内部还有一些独立的公共地。CMOP被用作输出驱动器的公共地。所有公共地应接到低阻抗的印制扳相线区。容许电源电流范围是4.5~5.5V。C3~C6为电源退耦电容,应尽量紧靠电源引脚和地。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

采用交流耦合、单端输入方法。当输入讯号频度为lMHz~8GHz时,接在IN+、IN一端的耦合电容(C1、C2)可采用0402尺寸的lnF表面封装式墙砖电容,耦合电容应紧靠IN+、IN-引脚。外部分流内阻R1(52.3Ω)与IN+端相配合,可提供一个具有足够带宽的50Ω匹配阻抗。的输出电流可直接献给数字电流表(DVM),亦可送至带A/D转换器的单片机(μC)。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

结语Sh5物理好资源网(原物理ok网)

本文详尽介绍了常用的4种功率检测方式,并提供了直流功率检测系统和射频功率检测系统的设计方案。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

5.常见家用家电电功率Sh5物理好资源网(原物理ok网)

空调1500WSh5物理好资源网(原物理ok网)

微波炉1000W左右Sh5物理好资源网(原物理ok网)

电炉通常小于1000WSh5物理好资源网(原物理ok网)

电热水器通常小于1000WSh5物理好资源网(原物理ok网)

吸尘器800WSh5物理好资源网(原物理ok网)

电吹风500WSh5物理好资源网(原物理ok网)

电熨斗500WSh5物理好资源网(原物理ok网)

洗衣机大于500WSh5物理好资源网(原物理ok网)

电视机200WSh5物理好资源网(原物理ok网)

笔记本200WSh5物理好资源网(原物理ok网)

抽油烟机140WSh5物理好资源网(原物理ok网)

电冰柜100WSh5物理好资源网(原物理ok网)

风扇100WSh5物理好资源网(原物理ok网)

手探照灯0.5WSh5物理好资源网(原物理ok网)

估算器0.5mWSh5物理好资源网(原物理ok网)

电子表0.01mWSh5物理好资源网(原物理ok网)

功率1w表示数学意义Sh5物理好资源网(原物理ok网)

数学意义为表示物体做功的快慢。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

1W表示的是功率1瓦特;Sh5物理好资源网(原物理ok网)

功率的数学概念是指物体在单位时间内说做的功的多少,拿来描述物体做功快慢的数学量。功的数目一定,时间越短,功率值就越大。求功率的公式为功率等于功乘以时间,用P表示。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

电功的单位是焦耳;Sh5物理好资源网(原物理ok网)

时间的单位是秒。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

电功率的数学意义Sh5物理好资源网(原物理ok网)

电功率是表示电压做功快慢的数学量。电压在单位时间内做的功称作电功率。是拿来表示消耗电能的快慢的数学量,用P表示,它的单位是瓦特,简称"瓦",符号是W。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

电功率作为表示电压做功快慢的化学量,一个用家电功率的大小数值上等于它在一秒内所消耗的电能。假如在"t"(SI单位为s)那么长的时间内消耗的电能“W”(SI单位为J),这么这个用家电的电功率就是P=W/t(定义式)电功率等于导体两端电流与通过导体电压的乘积。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

每位用家电都有一个正常工作的电流值叫额定电流,用家电在额定电流下正常工作的功率称作额定功率,用家电在实际电流下工作的功率称作实际功率。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

电功率和电压的关系:家庭电路中,电流U=220V是一定的。由于I=P/U,所以用家电的总功率P越大,电路中的总电压I就越大。若电路中的总电压超过安全值,保险丝就容易弄坏。为此,家庭电路中不要同时使用多个大功率的用家电。Sh5物理好资源网(原物理ok网)

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