电功率及其计算公式和单位解析

单位时间内电场力所做的功,称为电功率,用符号“P”表示。在分析电路时,通常依据电压、电流的参考方向计算电功率。

电压、电流参考方向关联时,电功率P为

电压、电流参考方向非关联时,电功率P为

无论用哪一个计算公式,若P>0,表明该元件吸收功率,为负载;若P<0,表明该元件发出功率,为电源。在直流电路中,电功率的计算公式为

电功率的SI单位是瓦[特],简称瓦(W),也可用千瓦(kW)和毫瓦(mW)为单位。它们之间的换算关系为

【例1.2.1】　如图1.2.6所示的两个元件N1、N2,已知U=-10 V,I=2 A,元件N1、N2是电源还是负载?

图1.2.6　例1.2.1的图(www.xing528.com)

解　如图1.2.6(a)所示的元件N1,因为电压与电流参考方向关联,所以电功率P为

P=UI=(-10)V×2 A=-20 W<0

即元件N1发出功率,为电源。

如图1.2.6(b)所示的元件N2,因为电压与电流参考方向非关联,所以电功率P为

P=-UI=-(-10)V×2 A=20 W>0

即元件N2吸收功率,为负载。

有时,还要计算一段时间内电路所消耗的电能(电功)。从t1到t2时间内,电路消耗的电能W的计算公式为

在直流电路中,电能W的计算公式为

电能的SI单位是焦[耳](J)。在实际中,常用千瓦时(kW·h)为电能的单位。它表示1 kW的用电设备在1 h(3 600 s)内消耗的电能。例如,一只60 W的电灯,每天使用3 h,一个月(30天)的用电量为