電功率

關於相關術語，請見「交流電功率」。

電功率透過高壓電線輸送到不同地區。上圖是紐西蘭400kV電壓電網。

電功率（electric power）泛指電能做功的能力，操作型定義是電流在單位時間內作的功，或單位時間內轉移或轉換的電能。可用來表示用電設備的耗用電能力（消耗電能的快慢的物理量）、發電設備的發電能力、輸變電設備的輸電能力。電功率類似力學中的機械功率，使用 P 或 ℘ 為符號，以 W 或 watt（瓦，瓦特）為單位。

當電流通過一個電路時，其攜帶的電能可以轉換能量成機械能，或是發熱。運用電功率的電器設備的種類很多種，例如發熱（電熱器）、光（燈泡）、動能（馬達）、聲音（揚聲器）、或化學變化（電鍍）。電功率可以經由發電機產生，或化學反應產生（電池），或是由太陽能（太陽能電池），或是轉化為化學能儲存於蓄電池。

單位

千伏安（kVA，kilovolt-ampere）與 千瓦（kW）基本上是一樣的，都代表電功率。電流與電壓的乘積等於 瓦（$VA=W$）。不過，瓦只適用於直流電設備，而在交流電設備上面，要把 kVA（千伏安）變成 kW（千瓦），還要乘以功率因數。用公式來表示就是：

$kW=kVA\cdot {\cos {\phi }}$

瞬時電功率

一個元件的瞬時電功率由下式給出：

$P(t)=U(t)I(t)$

其中 $I(t)$ 或 $I$ 為電流，$U(t)$ 或 $U$ 為元件兩端的電位差。

若元件為線性元件，即電壓與電流之比不隨時間變化，也即服從歐姆定律，則有：

$P=VI=I^{2}R={\frac {V^{2}}{R}}$

其中$R={V \over I}$為元件的電阻。

視在功率

在交流電，視在功率（apparent power）包括實功及虛功。發電機必須同時提供實功及虛功，電力系統才可正常運作。視在功率的單位是伏安（VA），電力公司使用的電容及變壓器通常以kVA或MVA作為額定值的單位。

被動符號規定

主條目：被動符號規定

被動元件 (負載) P>0

主動元件 (電源) P<0

電功率採用被動符號規定（passive sign convention）。電流方向以負載端或被動元件的角度來定義。電流由正流向負代表負載，P是正數。相反，電流由負流向正代表電源或主動元件，P是負數。

在交流電，虛功率也是從被動元件的角度出發。電感消耗虛功，Q是正數。發電機或電容提供虛功，Q是負數。

直流電路

更多資訊：直流電

在直流純電阻的電路中，功率的消耗計算，使用焦耳定律：

$P=V\cdot I$

P：功率

V：電壓

I：電流

R：電阻

在電阻性或線性負載時，可將歐姆定律的$I={\frac {V}{R}}$，代入計算之中：

$P=I^{2}\cdot R={\frac {V^{2}}{R}}$

交流電路

主條目：交流電功率和功率因數

瞬間功率

在交流電路之中，電壓與電流會隨著時間改變，因此代入時間取當時的電壓與電流值，用以計算瞬間功率P(t)。

$P(t)=I(t)\cdot V(t)\,$

視在功率（Apparent Power）

在交流電路之中，有效電壓與有效電流的乘積為視在功率S。

$S=V\cdot I\,$

平均功率P

$P=I\cdot V\cdot \cos \theta \,$

虛功率

在交流電路之中，純電感電路或純電容電路，其瞬間功率雖不為零，但其一個電壓週期的平均功率為零，因此稱為虛功率Q，或稱電抗功率（Reactive Power）。

$Q=V\cdot I\cdot \theta \,$

功率因數 pf

功率三角形，視在功率等於實功和虛功的向量和。

$pf={\frac {P}{S}}=\cos \theta \,$

$S^{2}=P^{2}+Q^{2}$

平均功率

$P={1 \over T}\int _{0}^{T}i(t)\cdot v(t)\,dt\,$

複數功率（Complex Power）

在電機工程，通常使用複數計算電流、電壓及功率。

複功率定義為電壓乘上電流的共軛。虛數部分是正，代表電感性負載，負數代表電容性負載。

$S=VI^{*}=P+jQ$

其中， j 是虛數單位。

在空間

在同一個平面，電路流向何方，受到電和磁場存在與波動的影響。$P=V\cdot I$其實是被簡化過的計算。在正常情況下必須使用更複雜的計算，使用向量積的積分，即：

$P=\int _{S}(\mathbf {E} \times \mathbf {H} )\cdot \mathbf {dA} .\,$

參見

• 電力系統
• 高壓電線
• 電力工程學
• 國家電力消耗排名列表

參考資料

• Croft, Terrell; Summers, Wilford I. American Electricans' Handbook Eleventh Edition. New York: McGraw Hill. 1987. ISBN 0-070-13932-6. （原始內容存檔於2006-06-17）.  引文格式1維護：冗餘文本 (link)
• Fink, Donald G.; Beaty, H. Wayne. Standard Handbook for Electrical Engineers Eleventh Edition. New York: McGraw Hill. 1978. ISBN 0-070-20974-X. （原始內容存檔於2006-10-16）.  引文格式1維護：冗餘文本 (link)

外部連結

• （英文）IEEE Power & Energy Society （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）