功率(Power) | 科學Online - 國立臺灣大學
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功率(Power)是能量轉換或是使用的速率,以單位時間所消耗的能量大小來表示。
國際標準制(SI)的單位為瓦特(Watt),用來紀念蒸汽引擎的設計人十八世紀英國 ...
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功率(Power)
國立臺灣大學物理系陳昱璟
簡介
功率(Power)是能量轉換或是使用的速率,以單位時間所消耗的能量大小來表示。
國際標準制(SI)的單位為瓦特(Watt),用來紀念蒸汽引擎的設計人十八世紀英國著名發明家詹姆斯‧瓦特(JamesWatt)。
瓦特數越高代表單位時間所消耗的能量越高。
單位
除了國際標準制的功率單位瓦特($$W$$)等於一焦耳每秒其他功率單位還包括:爾格每秒($$erg/s$$),等於$$10^{-7}$$ 瓦特;馬力($$hp$$),也就是一分鐘將$$550$$磅的重物提高一英尺所需的功率,約等於$$746$$瓦特;分貝毫瓦($$dBm$$),這是以一毫瓦為基準的對數值;此外還有卡每小時(或是千卡每小時)、英熱單位每小時($$Btu/h$$)、以及冷凍噸,而一冷凍頓約等於$$3,517~kW$$,常用在冷氣或空調系統。
公式
(一)平均功率:$$\displaystyleP_{avg}=\frac{\DeltaW}{\Deltat}$$
(二)瞬時功率:當平均功率之單位時間趨近於$$0$$時,即為瞬時功率。
$$\displaystyleP=\lim_{\Deltat\to0}\frac{\DeltaW}{\Deltat}=\frac{\mathrm{d}W}{\mathrm{d}t}$$
$$P_{avg}$$ 為平均功率。
$$P$$ 為瞬時功率。
$$W$$ 為單位能量,國際標準制使用焦耳($$J$$),$$t$$ 為單位時間,國際標準制使用秒($$s$$)。
功率的計算
(一)力學
在力學中,對一物體施力,此力所做的功可由作用力與位移之內積得出:
$$W=\vec{F}\cdot\vec{x}$$
$$\vec{F}$$ 為作用力,$$x$$為物體之位移。
功對時間求導數即可得出瞬時速率,也是作用力與速度之內積:
$$P(t)=\displaystyle\frac{\mathrm{d}W}{\mathrm{d}t}=\vec{F}\cdot\frac{\mathrm{d}\vec{x}}{\mathrm{d}\vec{t}}=\vec{F}\cdot\vec{v}$$
在流體力學中,功率的計算可由壓力與流體體積得出:
$$P=p\DeltaV$$
$$p$$為所受之壓力,以帕斯卡為單位。
$$\DeltaV$$ 為單位體積流量,以$$m^3/s$$為單位
(二)電學
在一個電子元件中的電功率,可以由電壓與電流之乘積得知:
$$P=I\timesV$$
$$P$$ 為電功率,$$I$$ 為瞬時電流,而$$V$$ 為元件兩端之電壓差。
若是此電子元件為線性元件,則此元件符合歐姆定律,電壓與電流的比值為一定值:
$$\displaystyle\frac{V}{I}=R$$
為此電子元件之電阻,因此功率的計算式也可以改寫成:
$$P=I\timesV=I^2\timesR=\displaystyle\frac{V^2}{R}$$
參考資料:
維基百科_功率 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8A%9F%E7%8E%87
Tags:功率,瓦特,馬力
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Thereare2commentsforthisarticle
既然V=IR
那應該P=I²R吧
林佑靜您好,
感謝您的提點,文章錯誤的部分已經修正了。
–網站管理員上
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