1.6 電能與電功率

1.6.1 電能

能量被定義為做功的能力。它以各種形式存在，包括電能、熱能、光能、機械能、化學能以及聲能等。電能是指電荷移動所承載的能量。

電能的轉換是在電流做功的過程中進行的。因此，電流做功所消耗電能的多少可以用電功來量度。

式中，U的單位是V；I的單位是A；t的單位是h；W的單位是J。

日常生產和生活中，電能（或電功）也常用度作為單位：家庭用電表如圖1-37所示，是計量一段時間內家庭內所有電器耗電（電功）的總和（1度=1 kW·h=1kV·A·h）。

我們日常生活中使用的電能主要來自其他形式能量的轉換，包括水能（水力發電）、熱能（火力發電）、原子能（原子能發電）、風能（風力發電）、化學能（電池）及光能（光電池、太陽能電池等）等。電能也可轉換成其他所需能量形式。它可以采用有線或無線的形式進行遠距離的傳輸。

1.6.2 電功率

功率是指做功的速率或者是利用能量的速率。電功率是指電流在單位時間內（s）所做的功，以字母“P”表示，即：

式中，U的單位為V，I的單位為A，P的單位為W。例如，燈泡的功率表示為100W 220 V，即表示額定電壓為交流220 V，功率為100 W。

電功率也常用千瓦（kW），毫瓦（mW）來表示，如某電極的功率標識為2kW，表示其耗電功率為2kW，也有用馬力（h）來表示的（非標準單位），它們之間的關系是：

根據歐姆定律，電功率的表達式還可轉化為：

由上式可看出：

（1）當流過負載電阻的電流一定時，電功率與電阻值成正比；

（2）當加在負載電阻兩端的電壓一定時，電功率與電阻值成反比。

大多數電力設備都標有電瓦數或額定功率。如電烤箱上標有220 V 1200 W字樣，則1200 W為其額定功率。額定功率即是電氣設備安全正常工作的最大功率。電氣設備正常工作時的電壓叫額定電壓，如AC 220 V，即交流220 V供電的條件。在額定電壓下的電功率叫額定功率。實際加在電氣設備兩端的電壓叫實際電壓，在實際電壓下的電功率叫實際功率。只有在實際電壓恰好與額定電壓相等時，實際功率才等于額定功率。

在一個電路中，額定功率大的設備實際消耗功率不一定大，應由設備兩端實際電壓和流過實際設備的實際電流決定。