电源的输出
计算机系统中各部件使用的都是低压直流电，但不同配件具体要求的电压和电流又各不相同，比如转速达到每秒数千转的硬盘主轴电机和硬盘控制电路对供电的要求肯定不可能相同，因此电源也相应有多路输出满足不同的供电需求。通过图1可以看到，该硬盘的供电分为直流
+5V和+12V两部分。
就目前最常用的ATX电源来说，其电源输出有下列几种：
+3.3V：主要经主板变换后驱动芯片组、内存等电路。
+5V：目前主要驱动硬盘和光驱的控制电路(除电机外)、主板以及软驱等。
+12V：用于驱动硬盘和光驱的电机、散热风扇，或通过主板扩展插槽驱动其它板卡。在最新的
Pentium 4系统中，由于Pentium 4处理器功耗增大，对供电的要求更高，因此专门增加了一个4Pin的插头提供+12V电压给主板，经主板变换后供给CPU和其它电路。因此配置Pentium 4系统要选用有+12V 4Pin插头的电源。
-12V：主要用于某些串口电路，其放大电路需要用到+12V
和-12V，但电流要求不高，因此-12V输出电流一般小于1A。
-5V：主要用于驱动某些ISA板卡电路，输出电流通常小于1A。
+5VSB：+5VSB表示+5V Standby，指在系统关闭后保留一个+5V的等待电压，用于系统的唤醒。+5VSB是一个单独的电源电路，只要有输入电压，+5VSB就存在。这样，计算机就能实现远程MODEM唤醒或者网络唤醒功能。最早的ATX 1.0版只要求+5VSB供电电流到达0.1A，但随着CPU和主板功耗的提高，0.1A已经不能满足系统要求了，因此现在的ATX电源+5VSB输出一般都可以达到1A以上，甚至2A。
一般而言，正规电源产品的铭牌上都应该标注各路输出的供电电流(图3)，对产品各项指标了解得更加清楚并不是一件坏事，因此购买电源时请尽量选择这类产品。
电源的功率
大家都知道功率的计算方法是电压乘以电流，对于图3中的电源，是否将各路直流输出的电压乘以电流，再累加到一起就是电源的额定输出功率呢？根据图3，我们可以得到表1中的数据，将它们累加起来就会
得到360.9W的输出功率，而根据它的铭牌可以看到这个电源的实际额定输出功率为250W(最大输出功率320W)。
表1：输出电压/电流与功率
输出电压输出电流输出功率
+12V 13A 156W
+5V 26A 130W
+3.3V 16A 52.8W
-5V 0.5A 2.5W
-12V 0.8A 9.6W
+5VSB 2A 10W
实际上，ATX电源的各路输出不可能同时达到标称的最大输出电流，因此我们可以在电源铭牌上看到诸如“+5V&+3.3V:145W，+5V、+3.3V&+12V:240W”这样的指标，这表示+5V和+3.3V最大联合输出为145W，+5V、+3.3V和+12V最大联合输出为240W。如果按表1的数据进行计算，这个值却达到了338W，大大超过了240W的限制。显然，通过简单的累加来计算电源的额定功率是完全错误的。
通常情况下，我们经常提到的电源的功率一般指电源的额定输出功率，但是从图3可以看到除了标注额定功率外，还有最大功率，因此这里我们先了解一下电源的几种功率。
额定功率
电源的额定功率并没有一个具体的计算公式。电源额定功率的标定往往采用交叉负载测试的方式，实验是通过检测电源的各路主电压的负载压降和纹波系数来得出各路输出电压的最大电流的。具体方法是这样的：在不超过该路输出的最大电流的前提下，逐渐减小其负载电阻，同时测量其负载压降和纹波系数，当其负载压降和纹波系数超出允许的范围时，记录此时的电流值作为最大工作电流。记录各路输出的最大工作电流，然后与Intel制定的功率标准进行对比，从而确定电源的额定输出功率。
最大输出功率
最大输出功率是指电源稳定工作时能够输出的最大功率。一款额定功率200W的电源，实际工作输出并不一定低于200W，可能要高出一些，毕竟额定功率的标定与实际使用的环境是有一定区别的。
峰值功率
峰值功率是指电源短时间内(一般为30秒)能够提供的功率，但电源不能长时间工作在这种极端的状态。通常情况下电源峰值功率可以超过最大输出功率50%左右，由于硬盘在启动状态下汲取的电路远远大于其正常工作时的值，因此系统经常利用这一缓冲为硬盘提供启动所需的电流，启动到全速后就会恢复到正常水平。
如何判断电源的功率
现在有很多品牌的电源都不标注实际的输出功率，而是提供一
个“300XX”之类的型号来给经销商发挥。既然无法单单依靠电源铭牌上的电压电流数据来准确计算电源的额定功率，那如何去判断电源的额定输出功率有多大呢？当然，最准确的方法是加负载进行测试，但这只有生产厂家能够做到。作为普通消费者，我们可以根据ATX电源设计标准来判断电源的大致功率是多少。
注意ATX 2.03与ATX 12V的区别
在判断电源功率前我们首先应该了解电源的版本，图4和图5分别表示目前市面上最常见的两种电源标准：ATX 2.03版和ATX 12V版。对于不同的版本，电源功率的标准要求也是不一样的，但目前市场上的电源对这两个版本的区分不是十分严格。
所谓的Pentium 4电源就是指ATX 12V，并非是ATX 2.03。ATX 12V 与ATX 2.03的区别如下：
加强了+12V的电流输出能力，并对+12V的电流输出、浪涌电流峰值、滤波电容的容量、保护等做出了新的规定；
新增加了4Pin +12V电源连接器；
加强了+5VSB的电流输出能力。
标准ATX 2.03和ATX 12V电源规格
电脑到底消耗多大功率
在购买电源或者升级计算机时，很重要的一点就是保证电源有能力提供足够的电流驱动系统内部设备，方法就是计算出系统各个部件消耗的功率。要准确计算出不同部件的电源消耗时比较困难的，有的设备会明确标示出耗电量(图1)，比如各种存储设备，但是生产厂商通常都不会提供板卡类产品的耗电量，因此我们可以根据表6进行估算。功率消耗差异较大的设备是CPU和显卡，对于相同制造工艺的CPU来说，频率越高所消耗的功率也越高，加电压超频同样会增加CPU的功耗。而显卡根据显示芯片以及搭配的显存的不同，功耗差异也比较大，一些高性能显
卡(比如GeForce FX和Radeon 9700)已经开始使用额外的电源供应器。
表6：设备的典型功率消耗(来源于AMD公司技术资料)
+3.3V +5.0V +12.0V 数量最大功率
主板 3.00A 2.00A 0.30A 1 23.50W
Athlon XP 2100+ / 7.49A 1 89.91W
256MB DDR / 3.00A / 2 15.00W
AGP显卡 6.00A 2.00A / 1 29.80W
IDE硬盘 / 0.80A 2.00A 1 56.00W
DVD-ROM / 1.20A 1.10A 1 19.20W
CD-RW / 1.20A 0.80A 1 15.60W
软驱 / 0.80A / 1 4.00W
PCI声卡 0.50A 0.50A / 1 4.15W
PCI网卡 0.40A 0.40A / 1 3.32W
机箱风扇 / / 0.25A 1 3.00W
处理器风扇 / / 0.25A 1 3.00W
键盘 / 0.25A / 1 1.25W
鼠标 / 0.25A / 1 1.25W
合计 283.98W
表6中列出的是各部件的最大消耗功率，当你根据系统的实际情况估算出整体最大功率后，就可以按照这个数据选购符合供电要求的电源。比如表6中的配置计算出最大功率消耗为284W左右，因此选择一款最大输出功率为300W的电源就可以了。但是需要注意的是，电脑在使用的时候不会随时都能达到这样的功率，因此一些用户使用了功率不足的劣质电源并非立即就出现问题，而是表现为硬盘启动失败、自动重启、死机等一些随机出现的故障，这种情况下我们往往会注意主板、内存、CPU这些关键性部件，恰恰忽略了看似简单的电源。
写在最后
以上就是关于电脑电源功率的一些知识，这里建议大家购买电源时要选用那些正规生产厂家的电源品牌，对于那些铭牌或者说明书没有标注任何输出指标的产品要尤其小心。另外，确定电源功率时请根据自己系统的实际配置进行选择，不必一味追求300W以上的大功率电源，适合自己才是最好
闭合电路中的功率及效率问题 1．电源的总功率 (1)任意电路：P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内．(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝ E2 R＋r . 2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出．3．电源的输出功率 (1)任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内． (2)纯电阻电路：P出＝I2R＝ E2R (R＋r)2 ＝ E2 (R－r)2 R＋4r . (3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系 ①当R＝r时，电源的输出功率最大为P m＝E2 4r. ②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小． ③当R 电脑电源功率计算 City power into power after the first passes through the choke coil and capacitance filter high frequency noise and interference signal, then rectified and filtered high voltage DC and then enter the core part of the power supply switch circuit. The switch circuit is mainly responsible for the conversion of DC current into high frequency pulsating DC sending high-frequency switch transformer step-down, then filter the high frequency AC part, so as to get the computer needs more "pure" low voltage DC power. Because the core part of the computer power supply is the switching circuit, the computer power supply is usually called the Supply Power (Switching). Power output Parts of a computer system are used in low voltage DC power, but the specific requirements of different parts of the voltage and current are different, such as speed to meet the requirements of thousands per second RPM hard drive spindle motor and drive control circuit for power supply must not be the same, so the power supply has a corresponding output satisfy the power supply demand of different. As you can see from Figure 1, the power supply of the hard disk is divided into two parts, DC +5V and +12V. As far as the most common ATX power supplies are concerned, there are several kinds of power output: +3.3V: mainly through the motherboard conversion, drive chipset, memory and other circuits. 功率因数与效率的区别 尽管功率因数和转换效率都是指电源的利用率， 但区别却很大。功率因素是输入视在功率与输入有功功率之比，与效率无关的，功率因数越大表示无功量就小；它是电源对电网的利用率。电源效率是输入有功功率与输出有功功率之比，效率越高表示机电的损耗就小；它指的是转换效率，就是你这个LED灯泡是5W，但是你把这整个灯接上就不是5W，电源本身也要耗电，这个效率就是多少点是真正让灯泡用了，多少是无用的。当然效率越高越好。简单的说，功率因数产生的损耗是电力部门负担，而转换效率的损耗是用户自己负担。一般来讲，功率因数与本设备的效率并没有必然的、直接的联系，但是，功率因数低了的话，会大量占用供电设备的容量，增加电路损耗，提高供电成本。比如，同样是1KW的电器，如果功率因数是0.9，那么占用供电系统的容量 1/0.9=1.1KvA，如果功率因数是0.5，那么占用供电系统的容量是1/0.5=2KVA。因为后者的线路电流较前者大了近一倍，所以线路损耗增加了近三倍。所以使用高功率因数设备的意义在于节约供电设备容量和减少线路损耗。效率，通俗地说就是吃了多少饭，干了多少活。比如一个电源，测得输入的功率是220W，又测得输出各路电压的总功率是190W，那么其效率190/220=86.4%。其效率还是很高的。如果换用一个低效率的电源，由于无论使用什么电源，电脑的实际需要是一定的，仍是190W，但这时测得输入的功率是280W，那么这个电源的效率是190/280=67.9%。很显然，两个效率不同的电源，电脑的工作都是一样的，不同的是，后一个电源比前一个电源多耗电280-220=60W。多了这60W，全部转化为热能，由风扇排出了。如果你有测温的工具，可以明显测出这两个电源工作温度和排出空气的温度是明显不同的。使用高效率的电源，对用户而言，可以节省电费，对供电企业，意义是节省供电设备的容量，减少供电设备的压力电源测量仪是各种生产或测量各种低压电源（常见的是开关电源，灯具电源、等等）的通用仪表，可以测各种参数，包括功率因数、输出电压、输出电流、电源效率、纹波、视在功率、有功功率、无功功率，等等。LED常常是用低压直流工作，所以它有一个电源，用来将交流变成低压直流，称为：“驱动器”，或“电源”。电源效率：是衡量输入电源的交流有功功率，有多少转化为直流功率了（有发热损耗等等）。发光效率：是指电能（或功率）转换成光能的转换效率，用lm/瓦来衡量，就是说同样的电能， 电功率计算题----100道（有答案） 1) 串联----补充一个条件提出不同的问题 有两个阻值分别为20Ω、30Ω的电阻在电路中，请你任意补充一个条件，提出问题，然后解答。(至少选择两种解。法，但要求每次补充不同条件，提出不同的问题) 2)并联----电路有关的物理量 闭合开关后，用电器R1、R2均能正常工作。已知R1的额定功率为1．5 W，电流表A1的示数为0．5 A，电流表A2的示数为1．5 A。根据以上所给条件，逐一列式计算出与该电路有关的物理量。 3)照明电路----电炉---热量 ?220 V 500 W?的小电炉子接在家庭电路中使用，求：(1)半个小时内它能放出多少焦耳的热量?(2)你还能算出该电炉子的哪些物理量?请任意选择两个计算出来。 4)一盏灯----功率.电流 接在家庭电路上的一盏灯，在10 min内消耗的电能是2.4×104 J.求这盏灯的电功率和通过灯丝的电流. 5)一个小灯泡----额定功率.电阻.电能 一个额定电压为2.5 V的小灯泡，正常发光时通过灯丝的电流为0.2 A，求 （1）小灯泡的额定功率； （2）小灯泡发光时的灯丝电阻； （3）通电1 min小灯泡消耗多少电能？ 6)家庭电路----电能表----电费是 小林家中的电能表5月18日的示数是0165.8,到6月18日时电能表的示数是0231.6,如果他家所在地区的电价是0.49元/度，请你帮他计算出他家这个月的电费是多少？ 7)并联----阻值.电流.发热功率. 电阻R1和R2并联后，接到6V的电源上.若开关闭合后，电流表A1、A的示数分别为0.1 A和0.3 A.求：(1)电阻R1的阻值；(2)通过电阻R2的电流；(3)电阻R1的发热功率？ 8)家庭电路----应购买的灯是哪盏----电阻 某同学家中60W的灯突然烧坏一个，现他到超市购买新的并要求换上。但在超市中发现有以下铭牌的灯：PZ36—60、?220V，60W?、?110V，60W?、你认为他应购买的灯是哪盏？并计算出此灯正常发光时的电阻是多少？ 9)家庭电路----总电流是----灯.冰箱.洗衣机 有?220 V，40 W?的日光灯一盏，?220 V，8 W?的日光灯两盏，?220 V，60 W?的电视机一台，?220 V，130 W?的电冰箱一台，?220 V，350 W?的洗衣机一台.那么如果这些用电器同时使用，电路中的总电流是多大？ 电源的功率和效率小专题 恒定电流小专题 一、单选题（本大题共8小题，共32.0分） 1.如图所示，图线a是某一电源的U﹣I曲线，图线b是一定值 电阻的U﹣I曲线．若将该电源与该定值电阻连成闭合电路 （已知该电源的内阻r=2.0Ω），则说法错误的是（） A. 该定值电阻为； B. 该电源电动势为20V； C. 将2只这种电阻串联作为外电阻,电源输出功率最大； D. 将3只这种电阻并联作为外电阻,电源输出功率最大； 2.如图，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为标识 不清的小灯泡L1的U-I图线，将L1与该电源组成闭 合电路时，L1恰好能正常发光．另有一相同材料制 成的灯泡L2，标有“6V，22W”，下列说法中正确的 是（） A. 电源的内阻为 B. 把灯泡换成,可能正常发光 C. 把灯泡换成,电源的输出功率可能相等 D. 把灯泡换成,电源的输出功率一定变小 3.如图，直线A为电源的U—I图线，直线B和C分别为电 阻R1、R2的U-I图线。现用该电源分别与R1、R2组成闭 合电路甲和乙。由图像一定能确定的是（） A. 电阻 B. 电源输出功率甲乙 C. 电源内阻消耗的功率甲乙 D. 电源效率甲乙 4.如图所示,直线A是电源的路端电压和干路电流的关系图线,直线B、C分别是电阻 R1、R的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则( ) A. 接在电源上时,电源的效率高 B. 接在电源上时,电源的效率高 C. 接在电源上时,电源的输出功率大 D. 电源的输出功率一样大 5.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压 与电流的关系如图所示，用此电源和电阻R1、R2组成电 路．R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路．在 所有可能的各种接法中，下列说法正确的是（） A. 将、并联后接到电源两端,电源输出功率最大, 电源效率最低 B. 将、并联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最高 C. 将、串联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最低 D. 将、串联后接到电源两端,电源输出功率最大,电源效率最高 6.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随 电流I变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部 热功率P随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标 为2 A，那么线段AB表示的功率差及I = 2 A对应的外 电阻是（） A. 2 W, B. 4 W, C. 2 W, D. 6 W, 7.如图所示，直线A、B分别为电源a，b的路端电压与电流的关 系图线，设两个电源的内阻分别为r a和r b，若将电阻R分别接 到a，b两电源上，则 （） A. B. R接到A电源上,电源的效率较高 C. R接到B电源上时,电源内阻的热功率较高 D. 不论R多大,电源A的输出功率总比电源B的输出功率大 8.在“测电源电动势和内阻”的实验中，某同学作出了两个电源 路端电压U与电流I的关系图线，如图所示．两个电源的电 动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2．如果外电路分别接 入相同的电阻R，则两个电源的（） A. 路端电压和电流不可能同时相等 B. 输出功率不可 能相等 C. 总功率不可能相等 D. 效率不可能相等 二、多选题（本大题共2小题，共8.0分） 电功率的计算 一．知识链接： 1、电功率的计算 （1）定义式:P=___________ （2）计算式：根据t W P = 与电功的公式UIt W =得：UI t UIt t W P === （3）推导式：根据欧姆定律R U I =和电功率的计算式UI P =可以推导出R U R I P 22 ==。 注意：推导公式仅适用于纯电阻电路。 2、串、并联电路中电学公式汇总 3、用电器实际功率的计算思路 思路1： R U P P U R R U P 222实 实额 额 额= ?= ?= 思路2： 额额实实额实额实实实额 额P U U P R U R U P P R U P R U P 22222::???? ??=?=???? ????= = 3、电功率的导出公式 有关电功率的计算： 2 2 W U P UI I R t R ====有关电流的计算: U P P I R U R === 有关电压的计算： P U IR PR I ===有关电阻的计算： 2 U U R I P == 二．自主学习： 1、如图所示电路，电源电压不变，R1的电阻为20Ω。只闭合开关S1时， 电流表的读数为0.3A；S1、S2都闭合时，电流表的读数为0.5A。求： （1）电源电压；（2）S1、S2都闭合时R2的电功率。 2、如图所示电路图，电源电压U=6V且保持不变，闭合开关后，电流表 A1的示数为0.2A，A的示数为0.5A。 求：（1）电阻R1的阻值。（2）电阻R2的电功率。 三．合作探究： 1、某校师生自制了一台电烘箱．电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J 的热量。求: (1)此时电阻丝的电功率；(2)此时电阻丝的电阻；(3)此时电阻丝的工作电压。 电路中的图像与功率 一、基础知识 （一）、电源的电动势和内阻 1、电动势 (1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功． (2)表达式：E ＝W q . (3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量． 2、内阻 电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数． （二）、闭合电路欧姆定律 1、内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比． 2、公式????? I ＝E R ＋r (只适用于纯电阻电路)E ＝U 外＋U 内(适用于任何电路) 3、路端电压U 与电流I 的关系 (1)关系式：U ＝E －Ir . (2)U －I 图象如图1所示． ①当电路断路即I ＝0时，纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路电压为U ＝0时，横坐标的截距为短路电流． ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻． （三）、电路中的功率及效率问题 1、电源的总功率 (1)任意电路：P 总＝EI ＝U 外I ＋U 内I ＝P 出＋P 内． (2)纯电阻电路：P 总＝I 2 (R ＋r )＝E 2 R ＋r . 2、电源内部消耗的功率：P 内＝I 2r ＝U 内I ＝P 总－P 出． 3、电源的输出功率 (1)任意电路：P 出＝UI ＝EI －I 2r ＝P 总－P 内． (2)纯电阻电路：P 出＝I 2 R ＝E 2R (R ＋r )2＝E 2 (R －r )2 R ＋4r . (3)输出功率随R 的变化关系 ①当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m ＝E 2 4r . ②当R >r 时，随着R 的增大输出功率越来越小． ③当R led显示屏电源与功率的计算方法 1、点间距计算方法： 每个像素点到每一个相邻像素点之间的中心距离； 每个像素点可以是一颗LED灯[如：PH10(1R)]、 两颗LED灯[如：PH16(2R)]、三颗led灯[如：PH16(2R1G1B)], P16的点间距为：16MM; P20的点间距为：20MM; P12的点间距为：12MM 2、长度和高度计算方法 点间距×点数=长/高 如：PH16长度=16点×1.6㎝=25.6㎝高度=8点×1.6㎝=12.8㎝PH10长度=32点×1.0㎝=32㎝高度=16点×1.0㎝=16㎝； 3、屏体使用模组数计算方法 总面积÷模组长度÷模组高度=使用模组数 如：10个平方的PH16户外单色led显示屏使用模组数等于：10平方米÷0.256米÷0.128米=305.17678≈305个 更加精确的计算方法：长度使用模组数×高度使用模组数=使用模组总数 如：长5米、高2米的PH16单色led显示屏使用模组数： 长使用模组数=5米÷0.256米=19.53125≈20个 高使用模组数=2米÷0.128米=15.625≈16个 使用模组总数目=20个×16个=320个 4、LED显示屏可视距离的计算方法 RGB颜色混合距离三色混合成为单一颜色的距离： LED全彩屏视距=像素点间距(mm)×500/1000 最小的观看距离能显示平滑图像的距离： LED显示屏可视距离=像素点间距(mm) ×1000/1000 最合适的观看距离观看者能看到高度清晰画面的距离： LED显示屏最佳视距=像素点间距(mm) ×3000/1000 最远的观看距离： LED显示屏最远视距=屏幕高度（米）×30（倍） 5、LED显示屏扫描方式计算方法 扫描方式：在一定的显示区域内，同时点亮的行数与整个区域行数的比例。 室内单双色一般为1/16扫描， 室内全彩一般是1/8 扫描， 室外单双色一般是1/4扫描， 研究电源的输出功率与电源效率实验方法 Newly compiled on November 23, 2020 研究电源的输出功率与电源效率实验方法【目的和要求】 通过实验研究电源的输出功率和电源效率与外电阻的关系，验证当外电阻等于电源内电阻时，电源的输出功率最大；当电源输出功率最大时，电源的效率为50%。 【仪器和器材】 学生电源（J1202型或J1202－1型），直流电流表（J0407型或J0407－1型），直流电压表（J0408型或J0408－1型），简式电阻箱（J2362型或J2362－1型），电阻圈（J2358型），单刀开关（J2352型），导线若干。 【实验方法】 1．假内阻的确定。学生电源内阻很小（＜1欧），当它的输出功率最大时，外电路负载也很小，此时电路中的电流太大，会损害电源。必须在实验时给电源串联一个电阻r′，把电源和电阻r′合起来看作是一个电源，这时电源的内阻就可以认为是r′。如学生电源选择12伏挡，则r′应用20欧。 2．按图4．13－1接好电路，R为电阻箱，E为学 生电源，选择12伏输出，V为电压表选取15伏挡，A 为电流表选取0．6安挡，r为假内阻（20欧）。 3．将电阻箱的阻值从3欧起，逐次改变它的阻值， 到约80欧为止，并记下相应的电流表和电压表的读数。总共取得十几组数据，在R＝r 附近可多取几组值。 4．根据P＝IU、P0＝IE、η＝P／P0计算出相应的值，填入下表中。 电源电动势E=12伏 5．根据上表的数据绘出P－R曲线和η－R曲线。如图4．13－2所示。 6．将由P－R曲线上求得的输出功率的最大值与由公式Pmax＝E2／4，算出的值比较，将由P－R曲线求出的输出功率的最大值所对应的外电阻与电源的内电阻比较，能否证明当外电阻R等于电池的内电阻时，电源有最大的输出功率。 7．将由η－R曲线求出的当η＝0．5时外电路电阻的值与电路中输出功率最大时的电阻R比较，说明在电源的输出功率最大时，电源效率为0．5。由（3）式η＝1／〔1／1＋（r／R）〕可知，当R→∞时，η→1，因此图4．13－2的η－R曲线以η＝1的直线为渐近线。 选自：《高中学生实验》 二、电源的功率、效率及三类曲线 【知识要点】 一、导体的伏安特性曲线 导体中的电流跟电压的关系用图线表示出来，就称为导体的伏安特性曲线。分析时要注意以下两点：（如图1） 1、注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别。（斜率的含义不同） 2、对于线性元件伏安特性曲线是 ，对于非线性元件伏安特性曲线是 或 直线。 二、电源的功率、效率 1、闭合电路中各部分的功率 （1）电源的功率（电源的总功率）P 总= （2）电源的输出功率P 出= （3）电源内部消耗的功率P 内= 2、电源的效率：η= = 3、若外电路为纯电阻电路 （1）电源输出功率随外电阻变化的图线如图2所示。由图可知，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为m P = 。由图像还可知，当R 如何计算电源功率 所谓的电脑必须要有电才能运转，即使是砸钱烧一堆性能超强的硬件，没 有电恐怕还是不行。（废话，买机箱都会送电源。）可是附带的电源并不是适合 所有平台，如果你的配置过高恐怕你的电脑就很危险了，电容爆浆、电脑硬件 烧毁甚至可能会失火。 买一台电源有很大程度是因为电力不足，但是如何才能知道该买多大功耗的 电源呢？此次我们就给大家介绍一下，到底什么样的电源才适合我们。 ●我们到底需要多少瓦的电源？ 这个问题绝对是最重要的，如果你的电脑只需要400W，即便你用1200W 的 电源也无法让它的性能提高三倍，但也不是本着够用就好的原则买电源。电脑 有许多硬件组成，几乎每个硬件都需要用电，例如Intel Core 2 Duo 官方资料上说其功耗为65W，而Core 2 Duo E4400 在不超频的情况下电压值1.25V 功耗65W；超频到3.0GHz 后电压1.36V 功耗115W。而四核CPU 和Pentium D 系列的CPU，功耗基本上都在95W 以上。（INTEL 官方资料、AMD 官方资料） 接下来是主板的功耗，例如南北桥等部分都需要用电，整体上主板从中端到 高端大概未40~50W 左右。而显卡的功耗计算就比较麻烦，因为每个系列的显 卡功耗都不一样，例如NVIDIA 8600GT 仅带机功耗就30~40W，而全速运行时功耗为60~70W。简单的说，因为PCI-E 1.0 最高可输出75W，超过这个值就需要额外供电，单个6Pin 接口最大供电75W，所以整个功耗就为 75W+75W=150W，例如最近8800GT 功耗为100 多瓦，而ATi 高端显卡的 8Pin 最大功耗为150W，例如ATi 2900XT 就需要一个6Pin 和一个8Pin 接口。说完了CPU 和显卡这两个耗电大户后，再来看看其它硬件的功耗。内存功 耗的整体趋势是越来越省电，DDR2 标准电压1.8V，DDR3 标准电压1.5V，使 浅析电源的最大输出功率 山东 宋连义 一、电源的最大输出功率 在电源负载为纯电阻时，电源的输出功率与外电阻R 的关系是：P 出 =I 2R= . r 4R )r R (E Rr 4)r R (RE )r R (RE 2 2 22 2 2+-= +-= +由此式可以看出，当外电阻等于内电阻（即 R=r ）时，电源输出功率最大，最大输出功率为 r 4E P 2 m = . 电源的输出功率P 出 与外电阻R 的关系可以用P 出—R 图象表示，如图1所示. 由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P 可以有不同的外电阻R 1和R 2，且R 1R 2=r 2（请同学们自己证明）. 由图象还可以看出，当R 三、典例分析 例1、如图3所示，电源的电动势E=2V ，内阻r=1Ω，定值电阻R 0=2Ω，变阻器R 的阻值变化范围为0~10Ω，求： （1）变阻器R 的阻值为多大时，R 0消耗的功率最大？ （2）变阻器R 的阻值为多大时，R 上消耗的功率最大？是多少？ （3）变阻器R 的阻值为多大时，电源的输出功率最大？是多少？ 解析（1）R 0消耗的功率 02 0R U P = ，由于R 0是定值电阻，故R 0两端的电压越大，R 0消耗的功率P 0越大. 而路端电压随着外电阻的增大而增大，所以当R=10Ω时，R 0消耗的功率最大. （2）可以把电源和定值电阻R 0合起来看作一个等效电源，等效电路图如图4所示，等效电源的电动势E ′=V 34V 2122E r R R 00=?+=+，等效内阻r ′=Ω =Ω+?=+321221r R rR 00，当R=r ′时，即32R = Ω时R 上消耗的功率最大，. W 32 W 324)34 (r 4E P 2 2 max R =?=''= （3）当外电路电阻与内电路电阻相等时，电源输出功率最大，即 r R R R R P 00=+= 外时， 研究电源的输出功率与电源效率实验方法【目的和要求】 通过实验研究电源的输出功率和电源效率与外电阻的关系，验证当外电阻等于电源内电阻时，电源的输出功率最大；当电源输出功率最大时，电源的效率为50%。 【仪器和器材】 学生电源（J1202型或J1202－1型），直流电流表（J0407型或J0407－1型），直流电压表（J0408型或J0408－1型），简式电阻箱（J2362型或J2362－1型），电阻圈（J2358型），单刀开关（J2352型），导线若干。【实验方法】 1．假内阻的确定。学生电源内阻很小（＜1欧），当它的输出功率最大时，外电路负载也很小，此时电路中的电流太大，会损害电源。必须在实验时给电源串联一个电阻r′，把电源和电阻r′合起来看作是一个电源，这时电源的内阻就可以认为是r′。如学生电源选择12伏挡，则r′应用20欧。 2．按图4．13－1接好电路，R为电阻箱，E 为学生电源，选择12伏输出，V为电压表选取15 伏挡，A为电流表选取0．6安挡，r为假内阻（20 欧）。 3．将电阻箱的阻值从3欧起，逐次改变它的阻值，到约80欧为止，并记下相应的电流表和电压表的读数。总共取得十几组数据，在R＝r附近可多取几组值。 4．根据P＝IU、P0＝IE、η＝P／P0计算出相应的值，填入下表中。 电源电动势E=12伏 5．根据上表的数据绘出P－R曲线和η－R曲线。如图4．13－2所示。 6．将由P－R曲线上求得的输出功率的最大值与由公式Pmax＝E2／4，算出的值比较，将由P－R曲线求出的输出功率的最大值所对应的外电阻与电源的内电阻比较，能否证明当外电阻R等于电池的内电阻时，电源有最大的输出功率。 7．将由η－R曲线求出的当η＝0．5时外电路电阻的值与电路中输出功率最大时的电阻R比较，说明在电源的输出功率最大时，电源效率为0．5。由（3）式η＝1／〔1／1＋（r／R）〕可知，当R→∞时，η→1，因此图4．13－2的η－R曲线以η＝1的直线为渐近线。 选自：《高中学生实验》 有关电源的几个与功率相关的概念 1、额定功率 额定功率没有一个具体的计算公式。 电源的额定功率的标定往往采用交叉负载测试的方式，实验是通过检测电源的各路主电压的负载压降和纹波系数来得出各路输出电压的最大电流的。具体方法是这样的：在不超过该路输出的最大电流的前提下，逐渐减小其负载电阻，同时测量其负载压降和纹波系数，当其负载压降和纹波系数超出允许的范围时，记录此时的电流值作为最大工作电流。 记录各路输出的最大工作电流，然后与INTEL制定的功率标准进行对比，从而确定电源的额定输出功率。 2、最大输出功率 电源稳定工作时能够输出的最大功率。 一款额定功率200W的电源，实际工作输出并不一定是200W，可能要高出一些。毕竟额定功率的标定与实际使用的环境是有一定区别的。 3、峰值功率 电源极短时间内能够提供的功率。 峰值功率在电脑冷启动时起作用，正常使用电脑时一般用不上。 4、电源的转换效率 电源工作实际输出到电脑主机的功率，与视在功率的比值，就是电源的转换效率。 通常，一款电源的转换效率在55~75%之间。如果电脑消耗的功率在200W，那么视在功率就可能达到300W以上。 5、过功率保护 除了额定功率之外，还有一个数据，叫“过载保护”，英文叫“OPP”。过载保护指电源的负载持续上升，达到某个点，电源就自动断电，以免出现损坏电源或者电脑的其他部件。OPP值同产是额定功率的1.3倍左右。在额定功率和OPP之间，会有一个区间，比如，某电源的额定功率是300W，OPP为370W，那么，300-370W之间的这个区域就是一个“盲区”。如果在这个区间停留的时间过长（一般可以持续数十秒时间），很可能导致电源或电脑的其他不见烧毁。 6、视在功率 电源的视在功率，就是输入到电源的交流电压与交流电流的乘积，表示的公式为： S=U*I S：视在功率 U：输入电压（一般在220V左右） 高二上学期物理学案 序号ZT ○ 4 专题：电源功率及效率 电路的动态分析 一．电源的功率和效率 ①电源的功率P ：电源将其他形式的能转化为电能的功率，也称为电源的总功率． 计算式为 P ＝ E I (普遍适用) 或P ＝ E 2 R ＋r ＝I 2(R ＋r ) (只适用于外电路为纯电阻的电路)． ②电源内阻消耗的功率P 内：电源内阻的热功率 P 内＝ ． ③电源的输出功率P 出：是指外电路上消耗的功率． 计算式为P 出＝U 外I (普遍适用) 或 (只适用于外电路为纯电阻的电路)． 电源的输出功率曲线如图5－3所示．当R →0时，输出功率P →0；当R →∞时，输出功率P →0；当R ＝r 时， P max ＝E 24r ；当R ＜r 时， R 增大，输出功率 ；当R ＞r 时，R 增大，输出功率反而 ． 对于E 、r 一定的电源，外电阻R 一定时，输出功率只有唯一的 值；输出功率P 一定时，一般情况下外电阻有两个值R 1、R 2与之对应，即R 1＜r 、R 2＞r ，可以推导出R 1、R 2的关系为R 1R 2＝r ． ④功率分配关系：P ＝P 出＋P 内，即EI ＝UI ＋I 2r ． ⑤能量表达式为EIt ＝UIt ＋I 2rt (普遍适用) 或EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt (只适用于外电路为纯电阻的电路)． ○6电源的效率：η＝UI EI ×100%＝U E ×100% 对纯电阻电路有：η＝I 2 R I 2(R ＋r )×100%＝R R ＋r ×100%＝1 1＋r R ×100% 因此当R 增大时，效率η提高． 【练习巩固】 1.如图所示，直流电动机线圈的电阻为R ，电源内阻为r ，当该电动机正常工作时，电源路端电压为U ，通过电动机的电流为I ，则( ) A ．电动机内部发热功率为I 2r B ．电动机的机械功率为IU C ．电源电动势为I (R ＋r ) D ．电源的输出功率为IU ＋I 2R 2.在如图所示的U －I 图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R 的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R 相连组成闭合电路，由图象可知( ) A ．电源的电动势为3 V ，内阻为0.5 Ω B ．电阻R 的阻值为1 Ω C ．电源的输出功率为4 W D ．电源的效率为50% 3.如图所示，电动势为E 、内阻为r 的电池与定值电阻R 0、滑 动变阻 器R 串联，已知R 0＝r ，滑动变阻器的最大阻值是2r 。当滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端滑动时，下列说法中正确的是( ) A ．路端电压变大 B ．电路中的电流变小 C ．滑动变阻器消耗的功率变小 D ．定值电阻R 0上消耗的功率变小 4.直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电源的( ) A ．总功率一定减小 B ．效率一定增大 C ．内部损耗功率一定减小 D ．输出功率一定先增大后减小 二．电路的动态分析 班级： 姓名： 学号： 如何计算电脑电源功率 估算电源功率的方法：目前市面上最常见的两种电源标准：atx 2.03版和atx12v 1.3版。不同版本电源功率的标准要求也不一样，判断atx 2.03版功率的方法是：通过+5v最大输出电流值乘以10，得到大致的额定功率的值，比如+5v最大输出电流值为25，则为250w。+5v最大输出电流值30，则为300w。 判断atx12v 1.3版功率的方法是：通过+5v最大输出电流值加上4乘以10。比如，+5v最大输出电流值为21a，则功率为（21＋4）×10＝250w。同样，（26＋4）×10＝300w，（18＋4）×10＝220w。" 至于磁放大电源实际功率的计算公式，大致就是：磁放大电源：＋5v的电压×电流＋…＋12v的电压×电流＋… ＋3.3v的电压×电流（一共六组电压的功率相加）额定功率是厂家按照intel的标准进行标注的，它只是一个标准，而更能反映一款电源的实际输出能力的是“输出功率”。 为什么这样说呢？我们以额定功率300w的标准为例，按照intel的标准，atx2.03版本的主要输出的最大电流值是：+5v=30a、+3.3v=20a、+12v=12a，atx12版本的主要输出的最大电流值是：+5v=30a、+3.3v=28a、+12v=15a。 atx 2.03 atx 12v +5v 30a 30a +3.3v 20a 28a +12v 12a（峰值14a）15a（峰值18a） 比较两种版本的输出标准，大家可以看到，atx12v的+3.3v和+12v的输出要高at x2.03，这就意味着，同样是额定功率300w的电源，atx12v版本的电源实际输出要高于atx2.03版本的实际输出，即atx12v的电源，实际输出能力不止300w，这个实际输出能力，我们就称为“输出功率”，有些厂家称为“最大稳定输出功率”。 除了不同版本的实际输出不一样外，同一种版本的电源，比如都是按照atx2.03 版本300w标准做出来的电源，实际“输出功率”也是不一样的，这个观点，可以从以下几个方面来理解。 电功率公式的理解和应用 学习物理，重在理解。首先要明白规律、原理的内涵，然后才能正确运用这些规律和原理进行分析或计算，并通过练习和运用达到对物理知识的进一步理解和掌握。初中物理关于电功率的计算公式有四个，它们之间有什么区别，如何正确运用呢？ 一、解读电功率的计算公式 电功率的四个表达式：（1）定义式：P=W/t。（2）反映电学特点的普适式P=UI。与欧姆定律结合后得到的(3)式P=I2R。（4）式P=U2/R。 电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式P=W/t。 经实验研究证明，电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积，即P=UI。电压和电流是电路中最重要的物理量。有电压才可能有电流。电能是通过电荷有规律的运动转化成其它形式的能量的，电荷有规律的运动就形成电流。没有电流就不会消耗电能，当然也就不会有电能转化为其它形式的能量。所以，P=UI广泛应用于电功率的计算。 与欧姆定律结合得到的（3）式P=I2R 、（4）式 P=U2/R适用于纯电阻电路。因为，欧姆定律反映的是导体中的电流与导体两端电压和导体电阻之间的关系，是在纯电阻电路中得出的，所以，它只适用于纯电阻电路。如：白炽灯、电阻、电热器等，不适用于含电动机的电路和输变电电路的计算。由于串联电路中电流处处相等，所以在串联电路中，使用（3）式P=I2R分析和计算方便。在并联电路中，各支路两端电压相等，所以用（4）式 P=U2/R分析和计算方便。通过对近几年的中考命题分析，除了含电动机电路的电功率计算外，其它全是纯电阻电路。在纯电阻电路中，四个计算公式通用，可根据具体情况选择方便的公式进行运用。 二、电功率公式运用示例 1．有关电功率的分析 题1：有两只灯泡L1、L2并联接入电路，发现L1比L2亮。若把L1、L2串联接入同一电路，则 A．L1比L2亮 B．L2比L1亮 C．L1、L2一样亮 D．无法比较它们的亮度 题2：用久了的灯泡变暗，其主要原因是。 题3．学习物理要多观察勤思考。平时注意细心观察的小明发现，家中的大功率用电器如微波炉、空调启动时，家中的灯泡会变暗。当这些大功率用电器停止工作时，电灯亮度又恢复正常。小明经过分析和查找资料找到了科学的解释。请你对该问题作出科学的回答。 电源输出功率与外电阻的关系 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 电源输出功率与外电阻的关系 一、电源的最大输出功率 在电源负载为纯电阻时，电源的输出功率与外电阻R的关系是：P出 =I2R= . r4 R )r R( E Rr 4 )r R( RE )r R( RE 2 2 2 2 2 2 + - = + - = + 由此式可以看出，当外电阻等于内电阻（即R=r）时，电源输出功率最大，最大输出功率为r4 E P 2 m = . 电源的输出功率P出与外电阻R 的关系可以用P出—R图象表示，如图1所示. 由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P 可以有不同的外电阻R1和R2，且R1R2=r2（请同学们自己证明）. 由图象还可以看出，当R 一、按功率计算电流的口诀之一 1、用途 这是根据用电设备的功率（千瓦或千伏安）算出电流（安）的口诀。电流的大小直接与功率有关，也与电压、相别、力率（又称功率因数）等有关。一般有公式可供计算。由于工厂常用的都是380/220伏三相四线系统，因此，可以根据功率的大小直接算出电流。 2、口诀 低压380/220伏系统每千瓦的电流，安。千瓦、电流，如何计算？电力加倍，电热加半。①单相千瓦， 4.5安。②单相380，电流两安半。③ 3、说明 口诀是以380/220伏三相四线系统中的三相设备为准，计算每千瓦的安数。对于某些单相或电压不同的单相设备，其每千瓦的安数，口诀另外作了说明。 ①这两句口诀中，电力专指电动机。在380伏三相时（力率0.8左右），电动机每千瓦的电流约为2安。即将“千瓦数加一倍”（乘2）就是电流，安。这电流也称电动机的额定电流。 [例1] 5.5千瓦电动机按“电力加倍”算得电流为11安。① [例2] 40千瓦水泵电动机按“电力加倍”算得电流为80安。 电热是指用电阻加热的电阻炉等。三相380伏的电热设备，每千瓦的电流为1.5安。即将“千瓦数加一半”（乘1.5）就是电流，安。 [例1] 3千瓦电加热器“电热加半”算得电流为4.5安。 [例2] 15千瓦电阻炉按“电热加半”算得电流为23安。②2 这口诀并不专指电热，对于照明也适用。虽然照明的灯泡是单相而不是三相，但对照明供电的三相四线干线仍属三相。只要三相大体平衡也可这样计算。 此外，以千伏为单位的电器（如变压器或整流器）和以千乏为单位的移相电容器（提高力率用）也都适用。即是说，这后半句虽然说的是电热，但包括所有以千伏安、千乏为单位的用电设备，以及以千瓦为单位的电热和照明设备。 [例1] 12千瓦的三相（平衡时）照明干线按“电热加半”算得电流为18安。 [例2] 30千伏安的整流器按“电热加半”算得电流为45安（指380伏三相交流侧）。 备注：①按“电力加倍”计算电流，与电动机铭牌上的电流有的有些误差。一般千瓦数较大的，算得的电流比铭牌上的略大些，而千瓦数较小的，算得的电流则比铭牌上的略小些。此外，还有一些影响电流大小的因素。不过，作为估算，影响并不大。 ②计算电流时，当电流达到十多按或几十安以上，则不必算到小数点以后，可以四舍五入成整数。这样既简单又不影响实用。对于较小的电流也只要算到一位小数即可。 [例3] 320千伏安的配电变压器按“电热加半”算得电流为480安（指380/220伏低压侧）。 [例4] 100千乏的移相电容器（380伏三相）按“电热加半”算得电流为150安。 ②在380/220伏三相四线系统中，单相设备的两条线，一条接相线而另一条接零线的（如照明设备）为单相220伏用电设备。这种设备的力率大多为1，因此，口诀便直接说明“单相（每）千瓦4.5安”。计算时，只要“将千瓦数3 乘4.5”就是电流，安。同上面一样，它适用于所有以千伏安为单位的单相220伏用电设备，以及以千瓦为单位的电热及照明设备，而且也适用于220伏的直流。 [例1] 500伏安（0.5千伏安）的行灯变压器（220伏电源侧）按“单相千瓦、4.5安”算得电脑电源功率计算
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