12.1电路中的能量转化

电路中的能量转化可以理解为是：能量从电能转化成了其他形式的能，比如机械能，比如发热产生热量等。

电能的变化是由于什么引起的呢？

这里所说的电能指的就是电荷的电势能。

从功能关系的角度来看，电势能的变化量是由于电场力的做功引起的，电场力做了多少功，电势能就变化多少。

假设在恒定电流I的电路中，时间内t，通过某一横截面积的电量q，那么q=It。

如果这段电路的两端的电势差为U，那么，根据静电力做功的公式，我们可以计算出来，静电力做功为：

W=Uq=UIt

上述公式表示，在一段电路中，电流所做的功的大小等于这段电路的电势差、通过电路的电流以及通电时间t的三者的乘积。

我们顺便给出电流做功的功率公式：

P=W/t=UI，也就是电流的做功功率等于电路两端的电压与电路中的电流的乘积。

我们在提到电路中的能量转化时，我们需要提到两种电路：

一种是纯电阻电路，在纯电阻电路中，电流的做功全部转化为内能也就是全部用来发热，没有其他的形式的能的产生。

另一种是非纯电阻电路，在非纯电阻电路中，电流做功除了转化为内能（也就是除了发热）外，还伴随有其他形式的能的产生，比如产生了机械能。

在纯电阻电路中，电路产生的热量Q=W，又根据欧姆定律，U=IR，

我们就可以得到焦耳定律的表达公式：Q=I^2*R*t

焦耳定律的文字表述如下：电流通过导体所产生的热量与通过电路的电流的平方成正比，与导体的电阻及通电时间成正比。

由焦耳定律，我们引出来电流的发热功率的定义：

P热=I^2*R

电流的发热功率与之前定义的电流的做功的功率的区别在于：

在纯电阻电路中，二者是相等的，在非纯电阻电路中，电流的发热功率是小于电流的做功功率的。

大家可以想一下生活中的纯电阻电路以及非纯电阻电路的例子。

比如，我们生活中常用的热得快，我们就可以认为电能全部转化为了内能，它属于纯电阻电路。而电路中有电风扇时，大部分的电能转化为了动能，少部分的电能转化为了内能，它就属于非纯电阻电路。

以上就是关于电路中的能量转化的相关介绍，供大家学习和参考。