在電路的分析和計算中,能量和功率的計算是十分重要的。這是因為電路在工作狀況下總伴隨有電能與其他形式能量的相互交換;另一方面,電氣設備、電路部件本身都有功率的限制,在使用時要注意其電流值或電壓值是否超過額定值,過載會使設備或部件損壞,或是不能正常工作。
如果在dt時間內,有dq電荷自元件上電壓的“+”極經(jīng)歷電壓到達電壓的“-”極。根據(jù)電壓的定義(a、b兩點的電壓等于電場力將單位正電荷自a點移動至b點時所作的功),電場力所作功,也即元件吸收的能量為,現(xiàn)在假設電流i與電壓u成關聯(lián)方向,由i的定義i=dq/dt,有dw=uidt,功率是能量的導數(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p>0,w>0,元件確實吸收功率;當p<0,w<0,元件實際釋放電能或發(fā)出功率。
在指定電壓和電流的參考方向后,應用式(1)求功率p時應當注意:當電壓和電流的參考方向為關聯(lián)參考方向時,乘積“ui”表示元件吸收的功率;當p為正值時,表示該元件確實吸收功率。如果電壓和電流的參考方向為非關聯(lián)參考方向時,乘積“ui”表示元件發(fā)出的功率,此時,當p為正值時,該元件確實發(fā)出功率。一個元件若吸收功率100w,也可以認為它發(fā)出功率-100w,同理,一個元件若發(fā)出功率100w,也可認為它吸收功率-100w。這兩種說法是一致的。
注意: