電能

電能的利用是第二次工業革命的主要標誌，從此人類社會進入電氣時代，電能是表示電流做多少功的物理量電能指電以各種形式做功的能力（所以有時也叫電功）。分為直流電能、交流電能、高頻電能等。這幾種電能均可相互轉換。

有直流電能、交流電能、高頻電能等。這幾種電能均可相互轉換。

日常生活中使用的電能，主要來自其他形式能量的轉換，包括水能（水力發電）、熱能（火力發電）、原子能（核電）、風能（風力發電）、化學能（電池）及光能（光電池、太陽能電池等）等。

電能也可轉換成其他所需能量形式，如熱能、光能、動能等等。

電能可以靠有線或無線的形式，作遠距離的傳輸。

電能的單位是“度”，它的學名叫做千瓦時，符號是kW·h。在物理學中，更常用的能量單位（也就是主單位，有時也叫國際單位）是焦耳，簡稱焦，符號是J。

它們的關係是：

電能公式：

根據歐姆定律（）可以進一步推出：

日常生活中使用的電能主要來自其他形式能量的轉換，包括水能（水力發電）、內能（俗稱熱能、火力發電）、原子能（原子能發電）、風能（風力發電）、化學能（電池）及光能（光電池、太陽能電池等）等。電能也可轉換成其他所需能量形式。它可以有線或無線的形式作遠距離的傳輸。（小資料：2000年我國火電、水電、核電的發電總量達13556億千瓦時，居世界第二。中國現在發電裝機量比例：煤電、水電、核電、氣電、其他。）用電器是利用電能進行工作的裝置。它與電源連接后可將電能轉化為我們所需要的能。

電能是指在一定的時間內電路元件或設備吸收或發出的電能量，用符號W表示，其國際單位制為焦耳(J)，電能的計算公式為通常電能用千瓦時(kW · h)來表示大小，也叫做度(電)：

即功率為1000 W的供能或耗能元件，在1小時的時間內所發出或消耗的電能量為1度

·1）電能單位：千瓦時（kW·h）或焦耳（J)

·2）電能換算：

·3) 瓦和千瓦的運算：

(千瓦時，是"度"的學名。符號是kW·h；更常用的單位是焦耳（joule），簡稱“焦”符號是J)

泛指與電相聯繫的能量，嚴格地應指電場能。

電荷之間存在著相互作用力，因此形成一定的電荷系統需要作一定的功。將分離在無限遠的兩個點電荷搬運到一起形成兩個電荷的靜體系所需作的功為此稱為相互作用能。n個點電荷組成的靜電系統的相互作用能則為

帶電系統的靜電能與電荷之間的相互作用能有所不同，因為在電荷相互作用能中，沒有計及形成每個電荷的那部分能量。這部分能量稱為電荷的自能。如果計入形成每個電荷的這份能量，即電荷系統全部自能和相互作用能的總和則是電荷系統的靜電能。將式(2)推廣到連續帶電情形，可直接寫出連續帶電系統的相互作用能公式式中ρ和σ分別為連續帶電體的電荷體密度和電荷面密度，積分遍及體電荷以及面電荷存在的區域。由於這裡的連續帶電系統是搬運無窮多個無限小電荷元素聚集而成的，因此相互作用能中包括了電荷的自能，式(3)即為電荷系統的靜電能。

上述表述靜電能的形式並不意味著靜電能與電荷相聯繫。可以通過電場公式將上述靜電能公式改寫成另一種表達形式，

有介質存在時，上式則為式中E為場強，D為電位移，這兩個積分都是遍及整個場。這表明可將電場存在的空間分成無數體積元，每個體積元的靜電能為

總的靜電能則是它們的求和（積分）。

在靜電情形，電荷與電場總是相伴存在的，將電能看成與電荷聯繫起來還是儲存在電場中，效果完全相同。然而科學實踐證明電場是一種特殊形態的物質，它可以脫離電荷而存在。變化的磁場亦產生電場，這種變化磁場產生的電場亦具有電能，其場能密度與上相同。在一般情形下，變化的電磁場以波的形式傳播，傳播過程中伴隨著能量傳遞。

電能的知識點（總結）

知識點一：

電能是能量的一種形式，電能的獲得是由各種形式的能量轉化而來的，而這些能量的轉化過程是由各種各樣的發電廠和各種各樣的電池完成的。

電源是提供電能的裝置，其實質都是把其他形式的能轉化為電能。發電類型有：風力發電、水力發電把機械能轉化為電能；火力發電是把化學能轉化為電能；太陽能發電是把太陽能轉化為電能；原子能發電是把原子能轉化為電能。電池類型有：乾電池、鉛蓄電池、手機電池是把化學能轉化為電能；硅光電池是把光能轉化為電能；太陽能電池是把太陽能轉化為電能。

用電器在工作時把電能轉化為其他形式的能。電燈把電能轉化為內能、光能；電風扇、無軌電車、吸塵器、洗衣機等把電能轉化為動能；電視機、計算機把電能主要轉化為光能和聲能；熱水器、電飯鍋把電能轉化為內能等。

知識點二：

電能的國際單位是焦耳，簡稱焦，符號是J。常用單位是度，學名叫千瓦時，

符號是kW·h。

對焦耳、千瓦時的感性認識：將一個蘋果從地面舉高到桌面所需的能量大約是1J，手電筒1秒消耗的電能大約是1J，微波爐工作1小時消耗的電能大約是1kW·h.

知識點三：

作用：測量用電器在一段時間內消耗的電能。

計算方法：電能表的示數由四位整數和一位小數組成。電能表的計量器上前後兩次讀數之差，就是這段時間內用電的度數。但要注意電能表的示數的最後一位是小數。

重要參數的意義：

●“220V”—表示電能表應該在220V的電路中使用

●“10（20A）”—表示這個電能表的標定電流為10A，額定最大電流為20A（※此處20A不是短時間內允許通過最大電流而是額定最大電流）

●“50Hz”—表示它在50赫的交流電路中使用

●“600revs/kW·h”—表示接在這個電能表上的用電器，每消耗1千瓦時的電能，電能表上的轉盤轉

過600轉。

根據電能錶轉盤轉動的轉數進行計算。如果電能表標有“600revs/kW·h”，當轉盤轉過n圈時，消耗的電能為

新型電能表：IC卡電能表；沒有鋁盤，靠內部的電子電路計算電能。

電能質量即電力系統中電能的質量，它的定義是：合格電能質量的概念是指給敏感設備提供的電力和設置的接地系統是均適合。於該設備正常工作的理想的電能應該是完美對稱的正弦波。一些因素會使波形偏離對稱正弦，由此便產生了電能質量問題。一方面我們研究存在哪些影響因素會導致電能質量問題，一方面我們研究這些因素會導致哪些方面的問題，最後，我們要研究如何消除這些因素，從而最大程度上使電能接近正弦波。

在電工學中 'power'( 電力、電功率等)的含義是指能量傳輸的速率 它與電壓和電流的乘積成正比，因此不可能定義這一物理量的質量概念。實際上供電系統只能夠控制電壓的高低，不能控制某一負載汲取電流的大小，因而大多數情況是在討論電壓的質量問題。當然，系統在實際運行時，電壓與電流之間總是存在著不可分割的緊密聯繫，儘管發電機提供了幾乎純正弦的電壓，但通過系統阻抗的電流可能造成對公共連接點(PCC)電壓的擾動而使之變化，如：

(1) 短路電流可能引起電壓的跌落或者完全消失；

(2) 雷電電流注入系統引起衝擊電壓，造成頻繁的絕緣閃絡，還可能導致如短路故障等其他現象的發生；

(3)諧波源負荷注入的畸變電流流經系統阻抗時也使母線電壓發生畸變，該母線上的其它電力用戶將承受非正弦波電壓。

通過以上分析和討論，我們認為電能質量問題的研究是由電力用戶的生產需求推動的，用戶的衡量標準應佔有優先的位置。