1.2.3　电功率

能量和功率的计算是电路分析的一项重要内容。这是因为电路在工作时总是伴随有电能与其他形式能量的相互交换；另外，电气设备和电路元件本身也都有着功率的限制，使用的时候必须注意其电流和电压是否超过额定值，过载将有可能造成设备或元器件损坏，或者是不能正常工作。

电路工作时，电场力在单位时间内对运动电荷所做的功，称为电功率，用p表示。设在dt时间内，电场力对运动电荷做功为dw，则电功率为

如图1-7所示，设元件两端电压为u，流过的电流为i，取关联参考方向。若在dt时间内，有dq的正电荷从A点经元件移动到B点，则由电压的定义，有dw=udq，在电压和电流的关联参考方向下有，故有

图1-7　元件的功率

可见，理想二端元件的瞬时功率等于元件两端电压和流过电流的瞬时值的乘积。此结论对于二端网络同样适用。

对于直流电路，有p=UI。

在国际单位制（SI）中，功率的单位是瓦特，简称瓦，用W表示。常用的还有MW（兆瓦）、kW（千瓦）、mW（毫瓦）等。

电路元件在工作时，可能吸收功率，也可能发出功率。如果正电荷是从元件的“+”极经过元件移动到“-”极，则电场力对电荷做正功，正电荷具有的电位能减少，此时，元件吸收电能；反之，正电荷从元件的“-”极经过元件移动到“+”极，则电场力对电荷做负功，正电荷具有的电位能增加，这时，元件向外释放电能。注意：此处所说的极性是指元件两端的真实极性，而不是参考极性。由此可以得出，当元件两端的电压和流过元件的电流的实际方向一致时，元件吸收功率；反之，元件发出功率。

元件吸收功率还是发出功率，可以根据参考方向与p值的正负来判断。当元件上的电压和电流为关联参考方向时，p>0，表示元件吸收功率，p<0，表示元件发出功率；如为非关联参考方向，p>0，表示元件发出功率，p<0，表示元件吸收功率。可通过表1-1来判断元件上的功率情况。

表1-1　元件吸收或发出功率判断

【例1-1】求图1-8所示二端网络的功率，并判断是吸收还是发出功率。

图1-8　例1-1电路图

解：图1-8（a）中，p=100×2=200（W）。由于u和i为关联参考方向，且p>0，故该二端网络吸收功率200W。

图1-8（b）中，p=100×（-3）=-300（W）。由于u和i为关联参考方向，且p<0，故该二端网络发出功率300W。

图1-8（c）中，p=-100×3=-300（W）。由于u和i为非关联参考方向，且p<0，故该二端网络吸收功率300W。

图1-8（d）中，p=-100×（-2）=200（W）。由于u和i为非关联参考方向，且p>0，故该二端网络发出功率200W。