互动科普

电灯、冰箱、电视、电饭锅……各种电器在我们的生活中无处不在。那么，你了解电的各种单位吗？

电压升高使电流变强

首先，伏特（V，简称伏）是表示电压高低的单位。笼统地说，电压就是让电流流动的能力。电压越高，使电流流动的能力就越强。

安培（A，简称安）是用来表示1秒内流过的电流量的单位。比如在铜导线中，有许多带电的“电子”在到处活动。一般意义上的电流，就是指这个电子集团的流动。

电压和电流的关系，用流水来形容可能会比较容易理解。当水位的相对落差越大，单位时间内通过的水流量就会越大。同样地，在电路中电阻（类似狭窄水道）相同的情况下，电路里的电流量将随着电压的升高而增强。

瓦特是1秒内消耗的电能

瓦特（W，简称瓦）是指电器1秒内消耗的电能，也称为“电功率”。比如100瓦的灯泡与20瓦的灯泡相比，在1秒内，前者消耗的电能是后者的5倍。从功率消耗的强度看，瓦数越高的灯泡越亮。瓦数等于电压乘以电流。

在我国，一般家用电压为220伏。比如功率为300瓦的冰箱，电路里的电流就应该是1.36安。这时，如果再打开功率为800瓦的空凋，电流就会增加3.64安，合计5安。所以，随着使用电器的增多，所需要的电流量也会相应增加。

通常，家用各分支电路内通过的电流最大值被限定为16安。一旦电流超过这一限额，安装在每家配电器内的限电器就会自动启动，将电路切断。

电的单位与电器的关系?

上图所示为用水流演示电压、电流及电功率的关系。相对高度之差或水流量越大，水车就越容易转动，与此类似，电压和电流越强，电器驱动马达或加热物品的“工作”能力就越强。但同时，消耗的能量（电量）也就越多。

中图显示同时使用的电器越多，流入该户的电流也会随之增大。如果一次流入的电流过大，“限电器”就会启动，切断电流。

下图描绘的是消耗电能总量（电功）的计算方法。使用电器时消耗的电能，就是每种电器的功率乘以使用的时间。300瓦的冰箱使用5小时后，耗能1500瓦时；800瓦的空调使用2小时后，耗能1600瓦时；400瓦的洗衣机使用1小时后，耗能400瓦时；1300瓦的电饭锅使用0.5小时后，耗能650瓦时。每月的电费由所消耗的电能总量决定。

在我国，家庭用电的电压为220伏。各种电器的功率为：冰箱300瓦、空调800瓦、洗衣机400瓦、电饭锅1300瓦、吹风机1000瓦。根据功率（W)=电压（V)×电流（A）的公式可知，流经冰箱的电流为1.36安。如果同时使用空调，那就再追加3.64安的电流。像这样，同时使用的电器越多，电流量越大。每家可同时使用电器的电流上限，以规格为16安的限电器为例进行说明。当冰箱、空调、洗衣机、电饭锅同时使用的时候，电流合计12.72安，不会出问题。但这时如果要使用额定电流为4.55安的吹风机的话，电流总量就达到17.27安，超过了16安，限电器就会自动切断电流。

电费由什么决定？

电功率是1秒钟内电能的使用量。而电功率乘以时间得到的是“电功”，常用单位是“瓦时”(Wh），这个单位表示了所使用的电能总量。每家的电费根据瓦时的值确定，我们平时所说的1度电，就是1千瓦时。

（本文发表于《科学世界》2013年第7期）