【电工基础】电路元件的功率

一、功率的基本概念
    我们现在来讨论电路中某一段所吸收或产生能量的速率，即功率的计算。功率用符号p表示。用图1.3所示的方框表示某段电路，它可能是一个电阻或是一个电源，也可能是若干元件的组合。我们采用关联的电压、电流参考方向如图示。

    设在dt时间内由a点到b点的正电荷量为dq，且由a 到b为电压降，其值为u，则根据(1.2)式可知在转移过程中dq失去的能量
dW=udq      
正电荷失去能量意味着该段电路吸收能量，能量由电路的其它部分传送到这一部分。功率为能量变化的速率，即
p(t)=dw/dt=udq/dt

因 i(t)=dq/dt ， 所以          p(t)=u(t)i(t)
二、关联和非关联情况下功率的计算
我们把能量传输(流动)的方向定为功率的方向。如同把电流、电压作为代数量处理一样，也可为功率假设参考方向。当功率的实际方向与参考方向一致时，功率为正，否则，功率为负。根据规定，功率的参考方向用箭头表示，其指向可以任意设定。
    从(1.4)式的推导过程可知：如果所研究的电路部分，电压、电流的参考方向是关联的，设功率的参考方向系进入该电路部分的，三者关系见图1.4（a）所示，则运用(1.4)式计算该电路部分的功率时，若算得的功率为正，表示功率的实际方向与参考方向一致，亦即该电路部分吸收功率（负载）；若算得的功率为负，表示功率的实际方向与参考方向相反，即该电路部分产生功率（电源）。
    显然，u，i，p三者的参考方向中若改变其中任何一个，使其与图1.4(b)中所示相反（非关联参考方向），则需改用
p(t)= －u(t)i(t)       (1.5)
计算功率时，若功率为正，仍表示吸收功率（负载）；功率为负，仍表示产生功率（电源）。
    在国际单位制中，功率的单位为瓦特，简称为瓦(W)。
    在图1.4所示参考方向下，在t0到t的时刻内该部分电路所吸收的能量为:

在国际单位制中能量的单位为焦耳，简称焦(J)。

学习学习