电能的计算公式有哪些

电能，即电功，是指电流在一段时间内通过某一电路，电场力所做的功。电能的计算公式主要有以下几种：

定义式

$W = UIt$

$W$表示电能，单位是焦耳（$J$） 。

$U$表示这段电路两端的电压，单位是伏特（$V$）。

$I$ 表示通过这段电路的电流，单位是安培（$A$）。

$t$ 表示通电时间，单位是秒（$s$）。

该公式是计算电能的基本公式，适用于任何电路。只要知道电路两端的电压、通过的电流以及通电时间，就可以计算出电流所做的功，即消耗的电能。

根据欧姆定律推导式

对于纯电阻电路（电能全部转化为内能的电路），结合欧姆定律$I=\frac{U}{R}$（$R$为导体电阻，单位是欧姆$\Omega$），可推导出另外两个常用公式：

$W = I^{2}Rt$：将$U = IR$代入$W = UIt$得到。此公式常用于已知电流、电阻和通电时间来计算电能的情况。

$W=\frac{U^{2}}{R}t$：由$I=\frac{U}{R}$变形为$R = \frac{U}{I}$，然后将$I=\frac{U}{R}$代入$W = UIt$推导得出。当已知电压、电阻和通电时间时，使用这个公式计算电能较为方便。

与电功率相关公式

$W = Pt$

$P$表示电功率，单位是瓦特（$W$），反映电流做功的快慢。

$t$依然是通电时间，单位为秒（$s$）。

这个公式表明，电能等于电功率与通电时间的乘积。如果已知用电器的功率和使用时间，就可以用此公式计算消耗的电能。例如，一个$100$瓦的灯泡，使用$5$小时，$5$小时换算为秒是$5\times3600 = 18000$秒，根据公式$W = Pt = 100\times18000 = 1.8\times10^{6}$焦耳 。实际生活中，常用的电能单位还有度（千瓦时，$kW\cdot h$）， $1$度$= 1kW\cdot h = 1000W\times3600s = 3.6\times10^{6}J$ 。