电路的基本物理量－功率

除了电压和电流两个基本物理量外，还需要知道电路元件的功率。电
路中，单位时间内电路元件的能量变化用功率表示，即

其中p 表示功率。国际单位制中，功率的单位是瓦特(W) ，规定元件1 秒钟
内提供或消耗1 焦耳能量时的功率为1W  。常用的功率单位还有千瓦(kW) 。
将式(1-3)等号右边分子、分母同乘以d_q 后，变为

将式(1-1) 、式(1-2)代入上式得

                                                      P=vi                                   (1-4)

所以，元件吸收或发出的功率等于元件上的电压乘以元件上的电流。直流电
路里这一公式写为
                                                     P =UI
关联方向下，如果P ＞0 ，表明元件吸收或消耗功率，称该元件为负载；如
果P ＜0，表明元件发出功率，称该元件为电源。非关联方向下的结论与此
相反。下面我们通过图1-8 所示电路中的四种情况来具体讨论。

图1-8 a 、b 中，关联方向下

                                        P = 4*3W =12 W ＞0

元件分别吸收12W 的功率，均为负载。
图1-8 c、d 中，非关联方向下

                                       P = 4*3W =12 W ＞0

元件分别发出12W 的功率，均为电源。如取关联方向

                                      P = 4*(-3)W =-12 W < 0

结论不变。
    任何电路都遵守能量守恒定律，因此无论是关联方向还是非关联方向
下，电路中元件的功率之和为0。即
  

或者说，电路中所发出的功率等于所吸收的功率。
电路元件在t₀ 到t 时间内消耗或提供的能量为

通常电业部门用千瓦时测量用户消耗的电能。1 千瓦时（或1 度电）是功率
为1 千瓦的元件在1 小时内消耗的电能。

                         1 度电= 1 kWh  =3,600,000J 

如果通过实际元件的电流过大，会由于温度升高使元件的绝缘材料损坏，甚
至使导体熔化；如果电压过大，会使绝缘击穿，所以必须加以限制。电气设备
或元件长期正常运行的电流容许值称为额定电流（ rate dcurrent），其长期正常运行的电压容许值称为额定电压(rated voltage)；额定电压和额定电流的乘积
为额定功率(rated power)。通常电气设备或元件的额定值标在产品的铭牌上。
如一白炽灯标有220V 40W，表示它的额定电压为220V，额定功率为40W。