第一章、電學概論
1-7 電功率
1-7.1 功率的定義
功率(power)就是作功的速率;或者是說[單位時間所做的功];
或[單位時間t所消耗的能量W],功率以P為符號,即:
用在電學上,能量W是指[移動Q庫侖電荷,產生V伏特電壓所需之電能],
代入1-1公式得:
電功率單位為瓦特(Watt,W),有時候用仟瓦特(kW)來表示較大單位,1kW=1000W;
在實用上常以英制的馬力(horespower,簡稱hp)為單位,例如電動機、
汽車引擎大多是以馬力為單位,如表1-1所示;馬力與瓦特的關係為:
1馬力=746瓦特≒0.75仟瓦特
1馬力=550呎‧磅/秒
表1-1 P、W、t 單位對照表
項目 制別 |
功率(P) |
功或能(W) |
時間(t) |
MKS制 |
瓦特(W) |
焦耳(J) |
秒(s) |
FPS制 |
馬力(hp) |
呎‧磅(ft-lb) |
秒(s) |
例題1
有一電熱器,加上100V的電壓時,於1分鐘內消耗60000焦耳的能量,
試求:(1)該電熱器的瓦特數、(2)電流各為何?
解:
1.根據1-1公式,該電熱器的瓦特數
2.電流:
1-7.2 電能與電度
根據1-1公式,電能(electric energy)的計算式為:
電能的涵義就是:
電功率為P瓦特的電器,使用t秒時間所消耗的能量;
其單位為焦耳 (Joule, J),也可以是瓦特‧秒;
大一點的單位為仟瓦特‧小時 (1 kWh)。
這個仟瓦特‧小時 (1 kWh)又稱為一度電,是電力公司計算電費的依據,
其值可以由裝於電源總開關之前的電表量得。
分段度數 |
夏月單價 (6月1日~9月30日) |
非夏月單價 (夏月以外時間) |
|
120度以下 |
每度 |
1.63 |
1.63 |
121~330度 |
每度 |
2.38 |
2.10 |
331~500度 |
每度 |
3.52 |
2.89 |
501~700度 |
每度 |
4.80 |
3.94 |
701~1000度 |
每度 |
5.66 |
4.60 |
1001度以上 |
每度 |
6.41 |
5.03 |
(107年4月1日起實施表燈非時間非營業電價)
另外,根據,電能較小的單位為”庫侖‧伏特”,
1個電子約等於1.6×10-19庫侖,故電能的單位也可以稱為電子伏特(eV)。
歸納有關電能的單位式為:
1度電 = 1 kWh = 1000×3600瓦特‧秒 = 3.6×106焦耳
1電子伏特(eV) = 1.6×10-19庫侖‧伏特 ≒1.6×10-19焦耳
1焦耳=1庫侖‧伏特=1瓦特‧秒
例題2
有一2000W的電熱水器,使用1小時,共消耗多少焦耳的電能?
換算為電度數為多少度?
解:
或 2kw × 1h = 2kWh = 2度
例題3
某一用戶有一1200W烤麵包機使用45分鐘,20個100W電燈跑使用4小時,
500W洗衣機使用1小時,1200W烘衣機使用20分鐘,假設每度電費4元,則應繳電費多少元?
解: