在電路的分析和計(jì)算中,能量和功率的計(jì)算是十分重要的。這是因?yàn)殡娐吩诠ぷ鳡顩r下總伴隨有電能與其他形式能量的相互交換;另一方面,電氣設(shè)備、電路部件本身都有功率的限制,在使用時(shí)要注意其電流值或電壓值是否超過額定值,過載會(huì)使設(shè)備或部件損壞,或是不能正常工作。
如果在dt時(shí)間內(nèi),有dq電荷自元件上電壓的“+”極經(jīng)歷電壓到達(dá)電壓的“-”極。根據(jù)電壓的定義(a、b兩點(diǎn)的電壓等于電場(chǎng)力將單位正電荷自a點(diǎn)移動(dòng)至b點(diǎn)時(shí)所作的功),電場(chǎng)力所作功,也即元件吸收的能量為,現(xiàn)在假設(shè)電流i與電壓u成關(guān)聯(lián)方向,由i的定義i=dq/dt,有dw=uidt,功率是能量的導(dǎo)數(shù),故元件吸收的功率為,
(1)
由于i、u都是代數(shù)量,因此,功率p和吸收的能量w也都是代數(shù)量,當(dāng)p>0,w>0,元件確實(shí)吸收功率;當(dāng)p<0,w<0,元件實(shí)際釋放電能或發(fā)出功率。
在指定電壓和電流的參考方向后,應(yīng)用式(1)求功率p時(shí)應(yīng)當(dāng)注意:當(dāng)電壓和電流的參考方向?yàn)殛P(guān)聯(lián)參考方向時(shí),乘積“ui”表示元件吸收的功率;當(dāng)p為正值時(shí),表示該元件確實(shí)吸收功率。如果電壓和電流的參考方向?yàn)榉顷P(guān)聯(lián)參考方向時(shí),乘積“ui”表示元件發(fā)出的功率,此時(shí),當(dāng)p為正值時(shí),該元件確實(shí)發(fā)出功率。一個(gè)元件若吸收功率100w,也可以認(rèn)為它發(fā)出功率-100w,同理,一個(gè)元件若發(fā)出功率100w,也可認(rèn)為它吸收功率-100w。這兩種說法是一致的。
注意: