区别额定电功率与实际电功率

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在日常生活中，我们常常提到某用电器“正常工作”，灯泡“正常发光”。这里提到的“正常工作”和“正常发光”就是指这些用电器是在各自额定的电压下工作。例如一只标有“220V  100W”字样的灯泡，额定功率就是“100W”。它是在额定电压下工作时的功率，是反映用电器性能的参数。
        电功率是反映电流做功快慢的物理量，即指在单位时间内电流所做的功。而实际上用电器并不总是在额定电压下工作。所谓的实际功率是指用电器在实际电压下工作时的功率。
        我们以这只标有“220V  100W”的灯泡为例分析。
        （1）此灯泡灯丝的电阻值是一个固定值，由它的材料所决定。
       

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        （2）在灯泡正常工作时通过这只灯泡的电流，即额定电流为
       

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        （3）这只灯泡在额定电压下的电功率，即额定电功率为
       

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        （4）可以知道这只灯泡正常工作一段时间t，电流做的功

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，当

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，则电功

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，则这只灯泡一天消耗

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的电能，合

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。
        但是实际功率并不总等于额定功率。
        现在我们把这只“220V  100W”的灯泡接在不同的电压下，调节灯泡两端的电压，使第一组实验中

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，低于额定电压；第二组实验中

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，等于额定电压；第三组实验中

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，高于额定电压。
        计算灯泡在三种电压下工作的实际功率
       

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        可见，如果实际电压低于或高于用电器的额定电压，则用电器的实际功率都不等于额定功率，不能正常工作。特别注意的是如果实际电压高于额定电压，实际功率会超过额定功率，容易损坏用电器甚至造成更大的危害，所以实际电压应避免超过额定电压。
        例1. 现有两种不同的灯泡若干只，分别标有“110V  25W”和“110V  60W”的字样，若把它们接入220V的家庭照明电路中。
        （1）能不能只各用一只灯串联起来使用？为什么？
        （2）若要把这两种灯泡接在同一电路中混合使用，并且都能正常发光，最少应各使用多少只，且怎样连接？
        分析与解：（1）不能各用一只灯泡串联使用。这是因为25W灯的电阻
       

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        而60W灯的电阻
       

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        当两灯串联后接入220V电路中，25W灯两端的实际电压为

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，根据串联分压公式，

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可得其两端实际电压为

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；代入数据可解得
       

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        则灯泡的实际功率为
       

            

        灯泡不能正常发光，且有可能烧坏。
        （2）设使用25W的灯泡n只，使用60W的灯泡N只，分别并联后再串联使用，各分得电压110V时，才能正常发光，此时有

，所以

。
        故使用12只25W的灯泡并联后，再与5只并联的60W的灯泡串联即可。