某天

小數蛙和狐狸貓參加探險遊戲

拿著手電筒經過走廊時

手電筒的燈泡先是閃爍了幾下

小數蛙便趕快找新電池換上去

換好電池後

手電筒又可以繼續使用

好奇的小數蛙向狐狸貓提問：

換上的新電池做了什麼事

讓燈泡又能夠發光了呢？

狐狸貓說：還記得能量守恆定律嗎？

在日常生活中

不同形式的能量能夠互相轉換

而電池因化學反應產生的化學能

可以轉換成電能

電能再轉換成光能

使燈泡發光

在電池內部化學反應所產生的化學能

可以使電子由正極的位置向負極的位置移動

將化學能轉換為電子的電能

讓電子往電池的負極流出

經過外部導線再流回電池的正極

所以電池正極與負極的

電位差

或稱電壓

就成為常用來描述電池能量大小的科學詞彙

因此

只要電池內部的化學反應持續發生

電池就能不斷的轉換電能

提供給燈泡發光

困惑的小數蛙問：

可是電壓和電能大小有什麼關係呢？

難不成電池接越多

電能會越大嗎？

狐狸貓讓小數蛙回想電壓的定義

電壓是指每單位電量的電能

以電池為例

1.5伏特的電池可以讓1庫侖的電子獲得1.5焦耳的電能

所以當電池串聯愈多

電壓愈大

所獲得的電能就會越大

而這樣的關係

我們可以用

電能E等於電量Q乘以電壓V來表示

電能的單位為焦耳J

聽完狐狸貓的說明

小數蛙明白了電能的觀念

不過他想到剛剛在換電池時

不小心碰到燈泡上方的燈蓋

感覺熱熱的

這是為什麼呢？

螢幕前的你　也幫忙小數蛙想想看答案吧！

當電荷通過燈泡的電阻時

會受到阻礙

消耗電能

消耗的電能轉換成為光能與熱能

因此

當電流流經電阻時

將電能轉換為熱能的這個現象

我們稱為電流的熱效應

這也就是為什麼小數蛙的手在靠近手電筒的燈泡時

除了被光照射

也感受到微微熱度的原因

而在發生電流的熱效應過程中

由電池和燈泡組成的封閉電路

遵守能量守恆定律

即電源提供的電能

等於導線消耗電能

和電器消耗電能的總和

最後

流動的電荷所攜帶的電能

經過燈泡消耗掉之後

會再沿著導線回到電池

重新獲得電能

如此反覆循環

不過電池放電一段時間後

電能會逐漸減少

直到無法提供電能時

就必須更換電池

這時小數蛙想到一件事想問問狐狸貓

螢幕前的你也一起來幫忙狐狸貓想一想吧！

狐狸貓回答：這種照光就可以使用的計算機

它的電能是從光能轉換來的

所以沒有足夠的光能可以轉換為電能時

計算機的電路中就沒有電了

說到這裡

我們跟著小數蛙

認識了電路中電源是如何提供電能

以及電器消耗電能的概念

現在跟著小數蛙一起整理今天學到的重點吧！

電能

是電荷通過電壓時所獲得的能量

可定義為：E等於Q乘以V

當電流通過電阻時

會將電能轉換成熱能

使電器溫度升高

稱為「電流的熱效應」

在封閉電路中

電源提供的電能

等於導線消耗電能

和電器消耗電能的總和

即遵守能量守恆定律

最後

和狐狸貓一起來腦力激盪

在我們的日常生活中

你有遇過哪些

是電能轉換為熱能的電器呢？

試著找找看吧！