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。以下是关于电能的一些常见计算公式:
基本定义式
W=UIt
W表示电能(电功),单位是焦耳(J)。
U表示导体两端的电压,单位是伏特(V)。
I表示通过导体的电流,单位是安培(A)。
t表示通电时间,单位是秒(s)。
该公式是计算电能最基本的公式,适用于任何电路。
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=RU(R为导体电阻,单位是欧姆Ω ),可以推导出另外两个常用公式:
将U=IR代入W=UIt可得:W=I2Rt
由I=RU得R=IU,将R代入W=UIt可得:W=RU2t
与电功率相关公式
已知电功率P(单位:瓦特,W),因为P=tW,变形可得W=Pt
如果功率P的单位是千瓦(kW),时间t的单位是小时(h),则计算出的电能W单位是千瓦时(kW⋅h),也就是平时所说的“度”,1度=1kW⋅h=3.6×106J。
对于纯电阻电路,P=UI=I2R=RU2,将这些关系代入W=Pt,还可以得到W=I2Rt=RU2t ,这与前面根据欧姆定律推导的公式一致。