1.6 电能与电功率

1.6.1 电能

能量被定义为做功的能力。它以各种形式存在，包括电能、热能、光能、机械能、化学能以及声能等。电能是指电荷移动所承载的能量。

电能的转换是在电流做功的过程中进行的。因此，电流做功所消耗电能的多少可以用电功来量度。

式中，U的单位是V；I的单位是A；t的单位是h；W的单位是J。

日常生产和生活中，电能（或电功）也常用度作为单位：家庭用电表如图1-37所示，是计量一段时间内家庭内所有电器耗电（电功）的总和（1度=1 kW·h=1kV·A·h）。

我们日常生活中使用的电能主要来自其他形式能量的转换，包括水能（水力发电）、热能（火力发电）、原子能（原子能发电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（光电池、太阳能电池等）等。电能也可转换成其他所需能量形式。它可以采用有线或无线的形式进行远距离的传输。

1.6.2 电功率

功率是指做功的速率或者是利用能量的速率。电功率是指电流在单位时间内（s）所做的功，以字母“P”表示，即：

式中，U的单位为V，I的单位为A，P的单位为W。例如，灯泡的功率表示为100W 220 V，即表示额定电压为交流220 V，功率为100 W。

电功率也常用千瓦（kW），毫瓦（mW）来表示，如某电极的功率标识为2kW，表示其耗电功率为2kW，也有用马力（h）来表示的（非标准单位），它们之间的关系是：

根据欧姆定律，电功率的表达式还可转化为：

由上式可看出：

（1）当流过负载电阻的电流一定时，电功率与电阻值成正比；

（2）当加在负载电阻两端的电压一定时，电功率与电阻值成反比。

大多数电力设备都标有电瓦数或额定功率。如电烤箱上标有220 V 1200 W字样，则1200 W为其额定功率。额定功率即是电气设备安全正常工作的最大功率。电气设备正常工作时的电压叫额定电压，如AC 220 V，即交流220 V供电的条件。在额定电压下的电功率叫额定功率。实际加在电气设备两端的电压叫实际电压，在实际电压下的电功率叫实际功率。只有在实际电压恰好与额定电压相等时，实际功率才等于额定功率。

在一个电路中，额定功率大的设备实际消耗功率不一定大，应由设备两端实际电压和流过实际设备的实际电流决定。