一、基本定义
1. 电功(Electrical Work)
电功是指电流在电路中做功的过程,即电能转化为其他形式能量的量度。只要是电流通过用电器并使其工作,就做了电功。
电功 = 消耗的电能
2. 电热(Joule Heat)
电热是指电流通过导体时,由于导体存在电阻而产生的热量,这种现象称为焦耳热效应。电热是电能转化为内能的部分。
二、计算公式
1. 电功的通用公式:
\[ W = UIt \]
- \( W \):电功(单位:焦耳 J)
- \( U \):电压(V)
- \( I \):电流(A)
- \( t \):时间(s)
也可以表示为:
\[ W = Pt \](P 为电功率)
或根据欧姆定律变形:
\[ W = I^2Rt \quad \text{或} \quad W = \frac{U^2}{R}t \](仅适用于纯电阻电路)
2. 电热的计算公式(焦耳定律):
\[ Q = I^2Rt \]
- \( Q \):电热(单位:焦耳 J)
- \( I \):电流
- \( R \):电阻
- \( t \):时间
三、区别
| 项目 | 电功 | 电热 |
|--------------|----------------------------------|--------------------------------------|
| 定义 | 电流做的总功,电能转化的总量 | 电流通过电阻时产生的热量 |
| 能量转化 | 电能 → 其他形式能(光、热、机械等) | 电能 → 内能(热能) |
| 适用范围 | 所有电路 | 所有有电阻的电路 |
| 计算公式 | \( W = UIt \)(通用) | \( Q = I^2Rt \)(通用) |
| 是否包含非热能 | 是(包括热、光、动能等) | 否(仅指热能部分) |
| 在非纯电阻电路中的关系 | \( W > Q \) | \( Q< W \) |
四、联系
1. 在纯电阻电路中(如电炉、白炽灯、电热水壶等),电能全部转化为内能(热能),
\[ W = Q \]
即:
\[ UIt = I^2Rt \]
由欧姆定律 \( U = IR \) 可推导出两者相等。
2. 在非纯电阻电路中(如电动机、充电器、电解槽等),电能一部分转化为热能,另一部分转化为机械能、化学能等,
\[ W = Q + E_{\text{其他}} \]
即:电功 = 电热 + 其他形式的能量
\( W > Q \)
电动机工作时,电功 \( W = UIt \),但只有 \( Q = I^2Rt \) 是线圈发热损失的能量,其余转化为机械能。
五、
- 电功是“总的电能消耗”,电热是“因电阻发热而损失的能量”。
- 电热是电功的一部分。
- 在纯电阻电路中,电功等于电热;在非纯电阻电路中,电功大于电热。
- 判断是否为纯电阻电路,关键看是否有电动机、电解、充电等将电能转化为非内能的过程。
六、记忆口诀(辅助理解)
> “电功是总账,电热是开销;
> 纯阻全发热,非阻要分家。”

这样可以帮助理解两者的关系。
希望这个解释能帮助你清晰掌握电功与电热的区别与联系!
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