电功率和电能

电功率和电能
电功率电功率是电路分析中常要用到的一个物理量，传送和转换电能的速率叫电功率，简称功率。

用p或P表示，有：
（1）电功率单位：瓦特，简称瓦，用符号为W，1W=1VA。

常用单位有kW、mW。

（2）电功率性质当支路电流、电压实际方向全都时，该支路汲取功率如图1（a）所示；
当支路电流、电压实际方向相反时，该支路发出功率如图1（a）所示；
图1 电功率性质
（3）电功率计算因：
所以功率即能量转换的速率：
假如所选电压电流参考方向关联如图1（c），则所得的功率p表示支路汲取功率。

即算得功率为正时汲取正功率，说明支路实际汲取功率；算得功率为负时汲取负功率，说明支路实际发出功率。

假如选择非关联参考方向，如图1（d），则按（1）式所得的p表
示支路发出功率，即算得的功率为正时发出正功率，说明支路实际发出功率；算得功率为负时发出负功率，说明支路实际汲取功率。

电能由，可以求得支路在到t时间内汲取或发出的能量。

电能单位：电能的单位是焦耳，简称焦，用符号J表示，它等于功率为1W的用电设备在1s内消耗的电能。

在实际应用上还采纳（千瓦时）作为电能的单位，它等于功率为1kW的用电设备在1h（3600s）内消耗的电能，简称度。

能量转换与守恒定律是自然界的基本定律之一，电路当然也遵守这肯定律。

一个电路中，每一瞬间，全部元件汲取功率的代数和为零。

这个结论也叫“电路的功率平衡”。

举例：
例题1-2：
（1）在图2（a）中，如，试求该元件的功率。

（2）在图2（b）中，如，试求该元件的功率。

（3）在图2（c）中，如元件发出功率6W，试求电流。

图2例题1-2
解法1：
由参考方向关联、非关联推断功率的性质
（1）由于电压、电流参考方向关联，所以表示元件汲取功率P=5×1=5W
由于P＞0，说明元件实际汲取5W功率。

（2）由于电压、电流参考方向非关联，所以表示元件发出功率P=(-5)×1=-5W
由于P＜0，元件发出负功率，说明元件实际汲取5W的功率。

（3）选择非关联参考方向，即电流的参考方向由a到b，P=6W 则有
解法2：
由电压、电流的实际方向，推断功率的性质
（1）P=5×1=5W
在所选的参考方向下，电压、电流均大于零，电压、电流的实际方向都与参考方向全都，即电压、电流的实际方向相同，故元件汲取功率。

（2）P=5×1=5W
在所选的参考方向下，由于u ＜0，电压的实际方向与参考方向相反，即电压的实际方向由a到b，与电流的实际方向相同，故元件汲取功率。

（3）
已知元件发出功率，则电压、电流实际方向相反。

由于u＜0，电压的实际方向与参考方向相反，即电压的实际方向由a到b，则电流的实际方向为b到a。

各种电气器件（电灯、电烙铁、电阻器）都有肯定的量值限额，称为额定值，包括额定电压、额定电流和额定功率。

很多器件在额定电压下才能正常、合理、牢靠地工作，电压过高时器件简单损坏，过低时则器件不能正常工作。

使用电气器件时不应超过其额定电流或额定功率，否则时间稍长就可能因过热而烧坏。

由于功率、电压和电流之间有肯定的关系，所以在给出额定值时，没有必要全部给出。

例如对灯泡、电烙铁等通常只给出额定电压和额定功率，而对于电阻器除给出电阻外，还给出额定功率。

例题导读：
例题1-3．已知某试验室有额定电压220Ｖ、额定功率100W的白炽灯12盏，另有额定电压220Ｖ、额定功率2kW的电炉两台，都在额定状态下工作，试求：总功率、总电流和2h内消耗的电能。

解：总功率为
总电流为
总电能为
度
温馨提示：
功率性质的判定：当电路电压和电流的实际方向全都时，接受正功
率（或发出负功率），实际接受功率；当电路电压和电流的实际方向相反时，发出正功率（或接受负功率），实际发出功率。