基礎:電與麵包板

電功率

功率是能量被使用或輸送的快慢,也就是做功的速率。一顆明亮的 100 W 燈泡比昏暗的 5 W 小夜燈消耗能量更快;一台強力馬達每秒做的功比一台弱的多。用水的比喻,功率同時取決於水推得多用力(壓力,也就是電壓)和流量多大(流速,也就是電流)。極大壓力下的涓滴,或極小壓力下的洪流,能帶的功率都不多;兩者缺一不可。

對電而言,這條規則漂亮得很簡單:功率等於電壓乘以電流,P = V times I。伏特乘以安培就得到瓦特(符號 W)的功率。一顆 12 V 的車燈拉 2 A,就燒掉 12 times 2 = 24 W。因為電壓、電流、電阻被歐姆定律綁在一起,你也可以把功率寫成 P = I^2 times R 或 P = V^2/R,當你知道電阻值和另外兩者之一時很好用。

功率之所以重要,是因為進入一個元件的能量總得從某處出來,通常是變成熱。一個把 0.25 W 化成熱的電阻會溫溫的;若把 2 W 灌進同一個小電阻,它就會燒焦,這正是為什麼每個元件都有你必須遵守的功率額定。功率告訴你電池能撐多久、需要多大的散熱片、以及一條導線會不會燒紅。它是整個電子學裡最實用的數字之一。

一個電阻通過 0.1 A、兩端跨 5 V,會消耗 P = 5 times 0.1 = 0.5 W,所以常見的 0.25 W 電阻會過熱,你應該選 1 W 的零件。

在信任一個零件之前,永遠先把它的功率和額定值對一下。

瓦特和伏特或安培不是同一回事;只要電流夠大,低電壓一樣可能代表高功率,這正是為什麼一台 5 V、20 A 的電源能輸出 100 W 並燒斷一條細線。

又称
power電功率功率