sup游戏机怎么才算满电(玩电的工程师们)

作为电子工程师,特别是电源工程师,日常工作中肯定离不了计算功率,计算损耗。那么以下公式就是我们必然会用到的:

sup游戏机怎么才算满电(玩电的工程师们)(1)

或者

sup游戏机怎么才算满电(玩电的工程师们)(2)

再不然,对于瞬态的电压电流,我们还可以使用积分计算:

sup游戏机怎么才算满电(玩电的工程师们)(3)

或者

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是U和I的相位角。

但是你有没有想过这是为什么呢?为什么电压乘以电流就是功率?没想过吧?那就听我慢慢道来。

首先,我回忆一下什么是“功”,“功”的定义是什么?沿着时间轴,我们回到高中的物理课堂,课堂上物理老师说——功是力与位移的乘积。而功率就是物体在单位时间内所做的功。好了,这就是功率最原始的定义。它适用于宏观物体也适用于微观物体。

对于宏观物体,其公式如下:

sup游戏机怎么才算满电(玩电的工程师们)(5)

对于微观电子,我们做如下推导:

在“电”的世界中存在一种叫电场E的东西,一个电荷量为q的电子在其中会受到电场力的作用。电场力f:

sup游戏机怎么才算满电(玩电的工程师们)(6)

所以根据功的定义,我们可以得出,该电子在电场E中运动d位移,电场对它做的功为:

sup游戏机怎么才算满电(玩电的工程师们)(7)

所以对电子所做的功率为:

sup游戏机怎么才算满电(玩电的工程师们)(8)

而物理老师这是又跳出来告诉我们电压U为电场中两点距离的电势差(类比于气压、水压):

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电流为单位时间内流过导体横截面的电荷量:

sup游戏机怎么才算满电(玩电的工程师们)(10)

到这来我们就可以得出为什么P=UI了。当然这里还有一个疑问——怎么解释第一个公式中的呢?

在前面的推导过程中,是基于电子沿着电场方向运动的,并且电场方向固定不变,在宏观上也就是看做为直流电,所以θ等于0,也就是cosθ等于1。

θ不为0时,也就是电场方向会发生改变,并且电子的运动方向与电场方向形成一定的夹角θ,如果电场方向一直以顺(逆)时针周期在改变并且大小也随之变化,那么在宏观上它就表现为交流电,在其中运动的电子如果受到某种神秘的力量作用下而不能同步电场的变化,那么θ就不为0。这种会是什么呢?请看下回分解。

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