直到千禧年后,电才逐渐应用于生活和生产中。电的应用推动了世界的进步,成就了我们今天的人类文明。设想一下,如果有一天电突然消失了,世界会变成什么样子?简直令人不寒而栗。既然电对我们如此重要,那我们是如何获得电的呢?当然是通过各种发电厂,如火力、水力、风力发电厂,以及各种电池。它们的作用是将不同形式的能量转化为电能,为人类提供电力。
这些电能最后都流向了哪里?电被用于电饭煲煮饭、台灯照明、洗衣机洗衣等。原来,电能通过用电器的消耗转化成了其他形式的能量。这样的过程实际上就是电流做功的过程。电能转化为其他形式能的过程越多,电流做功就越多。
在力学中,我们学习过功的概念。功的大小与力和通过力的距离有关。在电学中,电流做功的大小称为电功。电功的大小与什么有关?电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关。电功等于电压、电流和通电时间的乘积,其符号为w。计算电功的公式为w=uit,即w=uit。电功的单位是焦耳,所以电功的单位也是焦耳。电功是电能转化的标准,因此电能的单位也是焦耳。当然,功率的单位仍可用牛米。
除此之外,还可以根据电功的公式推导出一个新的单位:伏安秒。1交等于1牛米等于1伏安秒。虽然单位繁多,但只要牢记公式,就可以轻松计算。
其实,电还有一个常用的单位,即度,也叫千瓦时。一度等于1千瓦时等于3.6*10的6次方焦耳。让我们看看,一度电能做什么?它可以转化为热能,使8公斤的水沸腾,也可以转化为机械能,使电动自行车行驶80公里。电的应用非常广泛,是不是很厉害?
举个例子:如果一辆新型的电动汽车接在220伏的电压中进行充电,此时通过电动车的电流是一安。如果充电一个小时,电流做了多少功?消耗的电能又是多少?在这里,我们知道电压为220伏,电流为一安,充电时间为一个小时,即3600秒。我们可以直接使用公式w=u i t来计算电功,即79.2万焦耳。电功是衡量电能消耗的标准,因此消耗的电能也是79.2万焦耳。电已经充满了。