什麼是電功率計算機?
這個計算機可以幫你算出電功率——也就是電路中能量被使用或輸送的速率,單位為瓦特(W)。它整合了由歐姆定律延伸出來的三種功率公式,因此無論你手上掌握的是哪兩個數值——電壓(V)、電流(I)或電阻(R),都能算出對應的功率。
使用方法
在三個數值中任意輸入兩個即可。如果你提供的是電壓與電流,計算機會套用 \(P = V \times I\);輸入電流與電阻時,則使用 \(P = I^2 \times R\);輸入電壓與電阻時,則採用 \(P = V^2 / R\)。計算結果會顯示功率(瓦特),同時列出該電路完整的 V、I、R 三組數值。
公式詳解
功率等於電壓乘以電流:
$$P = V \times I$$由於歐姆定律告訴我們 \(V = I \times R\),因此可以代換出兩個等價的公式:P = I² × R(在已知通過某電阻的電流時很好用)與 P = V² / R(在已知電阻兩端電壓時很好用)。只要數值彼此一致,這三個公式算出的功率都會相同。
範例試算
假設有一個裝置在 12 V 下汲取 2 A 的電流。功率 = \(12 \times 2 = 24\ \text{W}\)。它的等效電阻為 \(V / I = 12 / 2 = 6\ \Omega\)。我們用 \(P = I^2 \times R = 2^2 \times 6 = 4 \times 6 = 24\ \text{W}\) 來驗證,再用 \(P = V^2 / R = 144 / 6 = 24\ \text{W}\) 驗算——三者結果完全一致。
常見問題
應該使用什麼單位?電壓用伏特(V)、電流用安培(A)、電阻用歐姆(Ω),計算結果則以瓦特(W)表示。
這套公式適用於交流電(AC)電路嗎?這些公式適用於直流電(DC)或純電阻性的交流負載,可算出實功率。但若是含有電抗的交流負載,還必須一併考量功率因數(\(P = V \times I \times \cos \varphi\))。
為什麼一定要輸入兩個數值?因為功率取決於兩個獨立的量;只要有任兩個值,就能透過歐姆定律推算出第三個,進而求出功率。