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电器元件、电器元件的物理量、物理量的单位是怎样规定的?

电路 2024-08-22 15:36

一、电器元件、电器元件的物理量、物理量的单位是怎样规定的?

这个问题有意思。

我们知道,电阻、晶体管和集成电路等等叫做电子元器件。断路器、隔离开关和接触器等等叫做开关电器,简称电器。在实际电气工程中,我们把开关设备内部的开关电器统称为电器元件。由此可知,题主应当指的就是开关电器。

在开关电器中,最基本的电器元件就是开关,见下图:

图1:开关所遵循的物理规律和物理量是什么?

题主所指的电器元件的物理量,一般来说都隐含在它们的技术参数中,且与电器元件的运用密切相关。既然开关是最典型的电器元件,我们就以开关为主,从它的技术参数出发来看看它涉及到哪些物理量。


首先,我们看看国家标准是如何定义开关的。下图是国家标准GB14048.3《低压开关设备和控制设备 第3部分:开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》中有关开关的定义:

图2:国家标准中对关开关的定义

我们从图2中看到,开关能够接通、承载和分断运行电流,还能在规定的时间内承载短路电流。

为了承载运行电流,开关的导电结构必须要有额定电流参数、额定电压参数等参数。开关的额定电流参数与哪些物理量有关?我们看下图:

图3:与开关触头导电杆(排)相关的物理量有哪些?

我们设流过图3中导电杆的电流是I,导电杆材料的电阻率是ρ,导电杆截面积是S,导电杆长度是L,通电时间是t,则由焦耳定律可知,导电杆的发热热量Q1为:

,式1

式1中的电流单位是A(安),电阻率单位是Ω.m(欧姆.米),长度单位是m(米),截面积单位是m²,时间的单位是s(秒)。至于发热热量Q1的单位,当然就是J(焦耳)了。

现在,我们让电流流过导电杆,导电杆的温度开始上升,也因此会消耗热量,此消耗热量Q2为:

,式2

式2中的C是导电杆材料的比热容,单位是W.s/(kg.K;m是导电杆质量,单位是kg(千克);θ是导电杆表面温度,单位是℃,θold是导电杆初始温度,单位是℃;τ是温升,单位是K(开尔文)。由于 ,故温升的单位是开尔文,且在数值上与采用摄氏度计算的温升值是一致的。

导电排对环境的散热热量Q3为:

,式3

式3中,Kt是综合散热系数,单位是W/(m².K);A是导电杆的散热面积,单位是m²(平方米),τ是温升,单位是K(开尔文),t是时间,单位是s(秒)。

这里的 叫做牛顿散热公式,它是鼎鼎大名的牛顿推导和提出的。

图4:牛顿推出的牛顿散热公式

物理学告诉我们,发热等于散热,也即:

,式4

当开关导电杆通电一段时间后,导电杆的表面温度已经稳定不再升高,此时Q2=0,Q1=Q3,于是有:

对于导电杆,或者导体,它们的端面散热有限,散热主要靠沿着长度的外表面。如果导电杆或者导体的截面周长是M(单位是m),则散热面积A=ML。代入到上式,得到:

我们把等号两边的时间t和长度L略去,由此得到:

,式5

,式6

对于式5和式6,根据国家标准定义环境温度为40℃,则电流I就是额定电流。

原来,导电杆的额定电流是这么来的,导线的额定电流也是这么来的。

注意哦,额定电流与时间无关,与导体的长度无关。

我们看下图:

图5:导线的载流量与导线的长度无关,与导线截面积S相关

图5中给出了若干种不同截面积导线的载流量,我们看到载流量与导线长度无关。

我们从图3模式图中看到开关中有触头,当电流流过触头后会产生发热,也即温升。触头的温升τc该如何确定?如下:

,式7

式7中,Uj是接触电压,它等于电流I与接触电阻Rj的乘积;τ是导电杆的温升;L是洛伦兹系数,它的值 ,单位是V^2/K^2;T是导电杆的绝对温度,可由导电杆温升τ加上环境温度θ0得到。不过,这里的环境温度按国家标准必须为40℃。

我们来看一个实例:设某开关的镀锡导电板厚度h=8mm,宽度b=50mm,电阻率 ,综合散热系数 ,开关触头实测接触电阻为5μΩ。又知环境温度是40℃,国家标准规定镀锡导电板的最高运行温升为65K。我们来求一求此开关的额定电流是多少?它的触头温升又是多少?

我们来求解。由式5,得:

也就是说,此开关的额定电流是1000A。

知道了额定电流,我们来算一算此开关导电排的实际温升,表达式见式6:

我们看到此开关的导电排温升小于国家标准规定的65K,满足要求。

我们再来算触头的温升。

首先算导电排的绝对温度:

再算接触电压Uj:

由式7,我们有:

这就是结果了。我们发现,开关触头的温升55.5K仅仅比导电排的温升55.1K高了0.3536K,难怪国家标准GB14048.1《低压开关设备和控制设备 第1部分:总则》中规定,开关电器的温升就以它的接线端子温升来确定。


这篇帖子就写到这里吧。

在帖子中,我仅仅讨论了开关的额定电流,以及它所对应的物理量及单位。实际上,开关的参数是很多的,我们看ABB的隔离开关参数表:

图6:ABB的某型隔离开关的参数

图6中给出了许多参数,还包括这些参数的单位。限于篇幅,我就不讨论这些参数了,留给题主自行研究吧。

若这篇帖子能对题主有点用处,我会很开心!

二、初中物理量教学反思

初中物理量教学反思

作为初中物理教师,我一直关注着物理量教学的效果和方法。通过多年的教学经验,我发现了一些值得反思的问题和解决方案。本文将从教学目标、教学内容、教学方法和评估四个方面进行探讨,以期对初中物理量的教学进行更加全面和有效的反思。

1. 教学目标

物理量教学的目标应当是培养学生的实际应用能力和科学思维能力。然而,在实际的教学中,有时我们过于注重学生记忆定义和公式,忽视了培养学生的实际应用能力。因此,我们应该重新思考教学目标的设定。

首先,我们可以通过设计一些真实世界的问题来激发学生的兴趣。比如,可以提出一些生活中的实际问题,让学生通过物理量的计算来解决。通过这种方式,不仅可以增加学生的学习兴趣,还可以培养他们的实际应用能力。

其次,我们应该注重培养学生的科学思维能力。物理量教学不仅仅是教给学生一些具体的概念和计算方法,更重要的是要培养他们的科学思维能力,让他们能够更深刻地理解物理量的本质和应用。

2. 教学内容

在初中物理量的教学中,我们常常会使用一些抽象的概念和复杂的公式。这给学生带来了困扰,也增加了教学的难度。因此,我们需要思考如何更好地呈现教学内容。

首先,我们可以采用一些具体的例子来解释抽象的概念。比如,在教学质量量的时候,可以通过一些具体的示例来解释质量的概念。这样,学生就能够更好地理解抽象的概念。

其次,我们可以使用一些图表、图像和实验来呈现教学内容。这样,学生就能够更加直观地感受物理量的变化和规律。

3. 教学方法

教学方法是影响物理量教学效果的一个重要因素。在实际的教学中,我们常常采用传统的教学方法,如讲解、演示和练习。然而,这些方法不能满足学生多样化的学习需求。

首先,我们可以采用启发式教学法来激发学生的思考。通过提出问题,让学生自己去思考和解决问题,这样可以增加学生的主动学习和探究性学习。

其次,我们可以通过合作学习来增强学生的学习效果。合作学习可以使学生之间相互交流和合作,并共同解决问题。这种学习方式不仅能够增加学生的学习效果,还能够培养学生的团队合作能力。

4. 评估

评估是教学过程中不可或缺的一部分。通过评估,我们可以了解学生的学习情况,进而调整教学方法和教学内容。然而,在实际的评估中,我们常常只注重学生对知识的掌握程度,忽视了学生对实际应用能力的培养。

因此,我们应该重新思考评估的方式。首先,我们可以设计一些与生活相关的实际问题,让学生通过物理量的应用来解决。这样,评估的结果不仅仅是学生对知识的掌握程度,还能够评估学生的实际应用能力。

其次,我们可以采用多样化的评估方式。除了传统的笔试和口试,还可以采用实验报告、课堂展示和小组讨论等方式进行评估。这样可以更全面地评估学生的学习情况。

总之,初中物理量的教学需要我们不断反思和改进。通过重新思考教学目标、教学内容、教学方法和评估的方式,我们可以提高教学效果,培养学生的实际应用能力和科学思维能力。相信在我们的不断努力下,初中物理量教学将会取得更好的成果!

三、描述运动的物理量教学反思

描述运动的物理量教学反思

在物理学的学习中,描述运动的物理量是一个重要的概念。它们用来描绘和衡量物体运动的各种特征,如位移、速度和加速度等。这些物理量在运动学中起着重要的作用,帮助我们理解物体在空间中的运动规律。然而,在教学过程中,我们需要反思如何更好地教授描述运动的物理量,以提高学生的学习效果。

启发学生的好奇心

当教授描述运动的物理量时,我们应该着眼于激发学生的好奇心和兴趣。让学生感到对物理运动的探索充满了乐趣和意义。我们可以通过提出问题、展示有趣的实验和示例等方式来引发学生的思考。例如,可以问学生:“当你骑自行车时,你是如何知道你的速度有多快?”这样的问题可以帮助学生开始思考速度的概念,并激发他们对物理学的兴趣。

强调观察和实践

在教学描述运动的物理量时,我们需要注重观察和实践。让学生亲自进行实验和测量,通过观察和记录数据来理解运动的物理量。这样的实践经验可以帮助学生巩固他们的理解,并将理论知识与实际应用联系起来。我们可以组织实验室活动,让学生使用各种测量工具和设备,例如计时器、测量尺和速度计等,来测量和计算物体的位移、速度和加速度。

提供直观的图表和图像

描述运动的物理量通常涉及到各种图表和图像的绘制和分析。我们可以使用直观的图表和图像来帮助学生更好地理解运动的概念和物理量之间的关系。例如,我们可以绘制位移随时间变化的图表,或者使用箭头表示物体的速度和加速度方向。通过观察和分析这些图表和图像,学生可以更直观地理解和掌握描述运动的物理量。

提供实际应用和例子

为了使描述运动的物理量更具意义,我们可以提供一些实际应用和例子。将物理概念与实际生活和工程中的应用联系起来,可以帮助学生更好地理解和应用所学的知识。例如,我们可以介绍运动的物体在交通工具中的应用,如汽车的速度和加速度对行车安全的影响。通过实际应用和例子,学生可以更好地理解物理学的实际意义,提高他们对描述运动的物理量的学习兴趣。

激发学生的思维和创新

在教学描述运动的物理量时,我们应该鼓励学生的思维和创新能力。物理学是一门需要思考和解决问题的学科,而描述运动的物理量也是如此。我们可以引导学生进行思维导图、小组讨论和实验设计等活动,培养他们的思考和解决问题的能力。通过激发学生的思维和创新,可以提高他们对描述运动的物理量的理解和掌握。

在总结中,教授描述运动的物理量是物理学教学中的重要环节。通过激发学生的好奇心,强调观察和实践,提供直观的图表和图像,提供实际应用和例子,以及激发学生的思维和创新,可以提高学生的学习效果和兴趣。希望这些教学反思能够帮助教师更好地教授描述运动的物理量,让学生在物理学学习中有更好的体验和理解。

四、电能的物理量?

Q表示电功 单位J或KWH 表示电流做功的多少

五、HCl的物理量?

即盐酸,分子量36.5。

盐酸(hydrochloricacid[1])是氯化氢(HCl)的水溶液,属于一元无机强酸,工业用途广泛。盐酸的性状为无色透明的液体,有强烈的刺鼻气味,具有较高的腐蚀性。

浓盐酸(质量分数约为37%)具有极强的挥发性,因此盛有浓盐酸的容器打开后氯化氢气体会挥发,与空气中的水蒸气结合产生盐酸小液滴,使瓶口上方出现酸雾。盐酸是胃酸的主要成分,它能够促进食物消化、抵御微生物感染。

六、ft的物理量?

物理单位

  FT,英制长度单位英尺foot的英文缩写。

  1ft=12in(英寸)

  其和国际长度单位的换算关系如下:

  Iin=25.4mm

  1ft=304.8mm

七、三相交流电路的基本物理量?

三相交流电基本参数:电压、电流的有效值;频率;电压、电流的峰值;电压、电流的平均值。

  三相交流电:是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统。每一绕组连同其外部回路称一相,分别记以A、B、C。它们的组合称三相制,常以三相三线制和三相四线制方式,即三角形接法和星形接法供电。

八、Vm的物理量?

M×V的物理量表示的是动量,动量是表示物体运动特征的一种物理量,其用字母表示为p ,单位是kg·m/s 。

九、声音的物理量?

描述声音的物理量是分贝。分贝是较常用的计量单位。可表示为:

1、表示功率量之比的一种单位,等于功率强度之比的常用对数的10倍。

2、表示场量之比的一种单位,等于场强幅值之比的常用对数的20倍。

3、声压级的单位,大约等于人耳通常可觉察响度差别的最小分度值。分贝最初来源于长途电讯的计测, 后被广泛应用在电工、无线电、力学、冲击振动、机械功率和声学等领域。分贝是国家选定的非国际单位制单位, 是我国法定计量单位中的级差单位,表示为DB , 其定义为:“两个同类功率量或可与功率类比的量之比值的常用对数乘以10 等于1时的级差” 。 同时, 在中华人民共和国法定单位的补充说明中对“可与功率类比的量” 加以了说明:“ 通常是指电流平方、电压平方、质点速度平方、声压平方、位移平方、速度平方、加速平方、力平方、振幅平方、场强和声能密度等” 。扩展资料:噪音大小对人类生活的影响(1)噪声对睡眠的干扰 人类有近1/3的时间是在睡眠中度过的。睡眠是人类消除疲劳、恢复体力、维持健康的一个重要条件。但环境噪声会使人不能安眠或被惊醒,在这方面,老人和病人对噪声干扰更为敏感。当睡眠被干扰后,工作效率和健康都会受到影响。研究结果表明:连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转,使人多梦,并使熟睡的时间缩短;突然的噪声可以使人惊醒。一般来说,40分贝大连续噪声可使10%的人受到影响。70分贝可影响50%;而突发动噪声在40分贝时,可使10%的人惊醒,到60分贝时,可使70%的人惊醒。长期干扰睡眠会造成失眠、疲劳无力、记忆力衰退,以至产生神经衰弱症候群等。在高噪声环境里,这种病的发病率可达50~60%以上。(2)噪声对语言交流的干扰 噪声对语言交流的影响,来自噪声对听力的影响。这种影响,轻则降低交流效率,重则损伤人们的语言听力。研究表明,30分贝以下属于非常安静的环境,如播音室、医院等应该满足这个条件。40分贝是正常的环境,如一般办公室应保持这种水平。50~60分贝则属于较吵的环境,此时脑力劳动受到影响,谈话也受到干扰。当打电话时,周围噪声达65分贝则对话有困难;在80分贝时,则听不清楚。在噪声达80~90分贝时,距离约0.15米也得提高嗓门才能进行对话。如果噪声分贝数再高,实际上不可能进行对话。(3)噪声损伤听觉 人短期处于噪声环境时,即使离开噪声环境,耳朵也会造成短期的听力下降,但当回到安静环境时,经过较短的时间即可以恢复。这种现象叫听觉适应。如果长年无防护地在较强的噪声环境中工作,在离开噪声环境后听觉敏感性的恢复就会延长,经数小时或十几小时,听力可以恢复。这种可以恢复听力的损失称为听觉疲劳。随着听觉疲劳的加重会造成听觉机能恢复不全。因此,预防噪声性耳聋首先要防止疲劳的发生。一般情况下,85分贝以下的噪声不至于危害听觉,而85分贝以上则可能发生危险。统计表明,长期工作在90分贝以上的噪声环境中,耳聋发病率明显增加。

十、光波的物理量?

描述光波的物理量E和B是矢量。

光波是横波,其中电场强度E和磁感应强度B(或磁场强度H)彼此相互垂直,并且都与传播方向垂直。

光波,通常是指电磁波谱中的可见光。可见光通常是指频率范围在3.9×1014~7.5×1014Hz之间的电磁波,其真空中的波长约为400~760nm。光在真空中的传播速度为c=3×108m/s,是自然界中物质运动的最快速度。