電功

水流可以做功，例如水流可以推動水輪機做功，電流也可以做功嗎？給小電動機通電，電動機轉起來，可以把砝碼提起。這個實驗表明：電流是可以做功的。電動機消耗電能的同時，砝碼的機械能增加。所以，在電流通過電動機做功的過程中，電能轉化為機械能。 ^[2] 

電流不僅通過電動機時做功，通過電燈、電爐等用電器時都要做功。

電流將電能轉換成其他形式能量的過程所做的功即為電功。

電流通過電爐時發熱，電能轉化為內能。電流通過電燈時，燈絲灼熱發光，電能轉化為內能(俗稱熱能)和光能。電流給蓄電池充電的過程是將電能轉化為化學能。電功的實質是電能轉化為其他形式能量的過程。電流做了多少功，就有多少電能轉化為其他形式的能，但能的總量不變。

大量試驗結果證明：在通電時間相同的情況下，電壓越大，電流越大，砝碼被提升得越高，表示電流做的功越多。如果保持電壓和電流不變，通電時間越長，砝碼被提升得越高，電流做的功就越多。

研究表明：電流所做的功跟電壓、電流和通電時間成正比。電流所做的功叫做電功，如果電壓U的單位用伏特（V），電流I的單位用安培（A），時間t的單位用秒（S）。電功W的單位用焦耳（J），那麼，計算電功的公式是：

W=Pt=UIt=UQ（Q為電荷。P是電功率）

這就是説，電流在某段電路上所做的功，等於這段電路兩端的電壓、電路中流過的電流和通電時間的乘積。

在純電阻電路（無電動機）中的公式：

（1）W=Q=IR×It=I²Rt（Q為電熱,一般在串聯電路中使用）

（2）W=Q=（U×U/R）t=（U²/R）t （一般在並聯電路中使用）

①通過手電筒燈泡的電流，每秒鐘所做的功大約是1J；

②通過普通電燈泡的電流，每秒鐘做的功一般是幾十焦；

③通過洗衣機中電動機的電流，每秒鐘做的功是200J左右。

焦耳為1牛頓力的作用點在力的方向上移動1米距離所作的功，該單位可用於電功的測定。

焦耳這個單位很小，用起來不方便，生活中常用“度”（kwh）做電功的單位，就是平常説的用了幾度電的“度”。“度”在技術中叫作千瓦時，符號是kW·h

1kW·h=3.6×10^6J

1kW·h=1度

不要小看一度電，一度電可以

電爐鍊鋼1.6kg，

採掘原煤105kg，

電車行駛0.85km，

灌溉農田330平方米，

洗衣機工作2.7小時，

電腦工作5小時，

所以我們要節約每一度電。

電功通常用電能表（俗稱電度表）來測定，把電能表接在電路中，電能表的計數器上前後兩次讀數之差，就是這段時間內用電的度數。

現如今有一種IC卡電能表，用户買來IC卡後插入電能表讀取卡中的金額。一旦金額用完，電能表切斷電路，這時需要到銀行為IC卡儲值，重新插入電能表。

通常實驗室用伏安法測電能。

在相同時間內，電流通過不同用電器所做的功，一般並不相同。例如，在相同的時間內，電流通過電動機車的電動機所做的功，要顯著地大於通過電扇的電動機所做的功。為了表示電流做功的快慢，物理學中引入了電功率的概念。

電流在單位時間內所做的功叫做電功率。電功率用P來表示，P=W/t，而W=U×I×t（即電壓乘以電流乘以時間），所以P=UI。

上式表明，電功率等於電壓與電流的乘積。

在上式中，電壓U的單位要用伏特，電流I的單位要用安培，這樣，電功率P的單位就是瓦特。

電功率的單位還有千瓦，符號是kW。

1kW=1000W 1W=1000mW

把公式P=W/t變形後可得W=Pt,由此可以定義“千瓦時”，電流在1h內所做的功，就是1kW·h。

1kW·h=1000W×3600s

=3.6×10^6J

P（電功率）單位：kW 千瓦 / W 瓦特

U（電壓）單位：V 伏特

I（電流）單位：A 安培

W（電功）單位：kW·h 千瓦時 / J 焦耳

R（電阻）單位：Ω 歐姆

t（時間）單位：s 秒 / h小時

電流處處相等 I₁=I₂=I

總電壓等於各用電器兩端電壓之和 U=U₁+U₂

總電阻等於各電阻之和 R=R₁+R₂

U₁：U₂=R₁：R₂

總電功等於各電功之和 W=W₁+W₂

W₁：W₂=R₁：R₂=U₁：U₂

總功率等於各功率之和 P=P₁+P₂

P₁：P₂=R₁：R₂=U₁：U₂

電壓相同時電流與電阻成反比；電流相同時電壓與電阻成正比

總電流等於各處電流之和 I=I₁+I₂

各處電壓相等 U₁=U₂=U

並聯電路中，等效電阻的倒數等於各並聯電阻的倒數之和 1/R=1/R₁+1/R₂

總電阻等於各電阻之積除以各電阻之和 R=R₁×R₂÷（R₁+R₂）

總電功等於各電功之和 W=W₁+W₂

當電壓不變時，電流與電阻成反比。

當電流不變時，電壓與電阻成正比。

I₁：I₂=R₂：R₁

W₁：W₂=I₁：I₂=R₂：R₁

總功率等於各功率之和 P=P₁+P₂

P₁：P₂=R₂：R₁=l₁：l₂

實驗表明，用電器實際消耗的功率隨着加在它兩端的電壓而改變，既然如此，我們就不能泛泛地説一個用電器的功率是多大，而要指明電壓。用電器正常工作時的電壓叫做額定電壓，用電器在額定電壓下的功率叫做額定功率。

我們使用各種用電器一定要注意它的額定電壓，只有在額定電壓下用電器才能正常工作，實際電壓偏低，用電器消耗的功率低，不能正常工作。實際電壓偏高，長期使用會影響用電器的壽命，還可能燒壞用電器。

電能也是一種能量，而這種能量的實施者就是電荷，電荷量就是這種能量在一般的時間內所有參與作功從A點到B點的實行者，每個電荷從A點到B點做的功就是電功，兩者相乘就是AB的電功，就是消耗的電能。 ^[3] 

我們來看一下電功的含義，電功通俗的講就是AB之間的一段時間A點到B點所消耗的電能（A點到B點可以是一個用電器，也可以是一部分電路）電壓的實質是一個單位的電荷從A點到B點所做的功，電流提供的是在一個單位時間內AB之間的電荷量，時間也有了，那麼AB之間的電荷量在一定時間內從A點到B點所做的功也就是消耗的電能就是

。

W電功P電功率t時間。

W=Pt

像功的計算方法一樣就是功率乘以時間，在生活中可以理解為工作總量=工作效率×工作時間，同樣道理電所做的功當就等於電做功的效率乘以時間。即

（注意：是純電阻電路）