電能

能量是做了多少功的總量，而功率是做功的速率。這個差別就像距離和速度：一台車以 60 km/h 行駛有一個速度，但它跑多遠取決於開了多久。一顆 10 W 的燈泡整夜亮著，用掉的能量遠多於一顆 100 W 燈泡只閃一秒鐘，即使 100 W 功率更大。能量是功率乘以時間。

能量的科學單位是焦耳（J）：一焦耳就是一瓦持續一秒，所以 E = P times t。一顆 5 W 的 LED 亮 10 秒，用掉 5 times 10 = 50 J。因為焦耳對日常使用來說太小，你的電費單用的是度（千瓦時，kWh），也就是一千瓦持續一小時，等於 360 萬焦耳。電池的存量則常以毫安時（mAh）標示；乘上電壓就得到能量，所以一顆 2000 mAh、3.7 V 的電池約存 2 times 3.7 = 7.4 瓦時。

能量才是你真正付錢買的東西，也是電池真正儲存的東西。它決定你的裝置在電池沒電前能撐多久，以及在一個密閉盒子裡隨時間累積多少熱。設計者不斷在功率和時間之間做取捨：一個平時睡眠、只短暫醒來的感測器，可以靠一顆鈕扣電池運作好幾年，因為它醒著時的功率雖然不小，但它一整天用掉的能量卻極少。