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{{noteTA
|G1=物理學
}}
{{Redirect|電力}}

[[File:NIGU_Strain_tower.JPG|thumb|電力透過[[高壓電線]]輸送到不同地區。上圖是紐西蘭400kV電網。]]

'''電力'''是指[[發電機]]所產生的電能。電功率的[[国际单位制|国际单位]]為[[瓦特]]。在[[交流電]]，[[視在功率]]包括實功及虛功。發電機必須同時提供實功及虛功，電力系統才可正常運作。視在功率的單位是[[伏安]]（VA），電力公司使用的電容及變壓器通常以kVA或MVA作為額定值的單位。

當[[電流]]通過一個電路時，它能夠轉換能量成機械能，或是發熱。運用電功率的電器設備的種類很多種，例如發熱（電熱器）、光（[[燈泡]]）、動能（[[電動機]]）、聲音（[[揚聲器]]）、或化學變化（[[電鍍]]）。電功率可以經由發電機產生，或化學反應產生（電池），或是由太陽能（[[太陽能電池]]），或是轉化為化學能儲存於[[蓄電池]]。

== 電力系統 ==
{{main|電力系統|三相 (電學)}}
一般而言，電力系統由以下幾個部份組成：

;[[發電]]系統
各式[[發電廠]]，下圖紅線的部份與其左側，包括核能、燃煤、天然氣、水電及可再生能源等。發電機輸出由10kV到25kV，接駁升壓變壓器，再連接到輸電網絡。

;[[輸電系統]]
下圖藍線的部份。在北美洲，美加採用765、500、345、230及138kV。特高需求用電客戶可直接由138或230kV主變電站供電，他們需要自行購買[[變壓器]]來降壓。

電力系統中，電壓是指[[三相電]]的線電壓（V<sub>LL</sub>），不是相電壓。

;[[配電系統]]
下圖綠線的部份。高需求用電客戶可直接由26或69kV副變電站供電，他們要使用自己的[[變壓器]]來降壓。

一般的工業及家庭用電則由13及4kV配電網絡供電。然後，再降壓到市電的單相120或240V。

[[File:Electricity grid simple- North America.svg|center|600px]]

== 電功率 ==
在英文中的'''Electric power'''，可以指'''電功率'''，也可以指'''電力'''。類似力學中的機械功率。使用'''P'''為符號，以'''W'''（[[瓦特]]）為單位。

===被動符號規定===
{{Main|被動符號規定}}
[[File:Electric load animation 2.gif|thumb|upright=0.6|被動元件 (負載) P>0]]
[[File:Electric power source animation 2.gif|thumb|upright=0.6|主動元件 (電源) P<0]]
電功率採用被動符號規定（passive sign convention）。電流方向以負載端或被動元件的角度來定義。電流由正流向負代表負載，P是正數。相反，電流由負流向正代表電源或主動元件，P是負數。

在交流電，虛功率也是從被動元件的角度出發。電感消耗虛功，Q是正數。發電機或電容提供虛功，Q是負數。

=== 直流電路 ===
{{see|直流電}}
在直流純[[電阻]]的電路中，功率的消耗計算，使用[[焦耳定律]]：
:<math>P = V \cdot I</math>
:''P''：[[功率]]
:''V''：[[電壓]]
:''I''：[[電流]]
:''R''：[[電阻]]
在電阻性或線性負載時，可將[[歐姆定律]]的<math>I = \frac{V}{R}</math>，代入計算之中：
:<math>P = I^2 \cdot R = \frac{V^2}{R}</math>

=== 交流電路 ===
{{main|交流電功率|功率因數}}

;瞬間功率
:在交流電路之中，電壓與電流會隨著時間改變，因此代入時間取當時的電壓與電流值，用以計算瞬間功率'''P(t)'''。
:<math>
P(t) = I(t) \cdot V(t) \,
</math>

;視在功率（Apparent Power）
:在交流電路之中，有效電壓與有效電流的乘積為視在功率'''S'''。
:<math>
S = V \cdot I \,
</math>

;平均功率'''P'''
:<math>
P = I \cdot V \cdot \cos \theta \,
</math>

;虛功率
:在交流電路之中，純電感電路或純電容電路，其瞬間功率雖不為零，但其一個電壓周期的平均功率為零，因此稱為虛功率'''Q'''，或稱電抗功率（Reactive Power）。
:<math>
Q = V \cdot I \cdot \sin \theta \,
</math>

;功率因數 '''pf'''
[[File:Power Triangle 01.svg|thumb|功率三角形，視在功率等於實功和虛功的[[向量和]]。]]
:<math>
pf = \frac{P}{S} = \cos \theta \,
</math>
:<math> S^2 = P^2 + Q^2 </math>

;平均功率
:<math>
P = {1 \over T} \int_{0}^{T} i(t) \cdot v(t)\, dt \,
</math>

;複數功率（Complex Power）
:在[[電機工程]]，通常使用[[複數]]計算電流、電壓及功率。

:複功率定義為電壓乘上電流的[[共軛複數|共軛]]。虛數部分是正，代表[[電感]]性負載，負數代表[[電容]]性負載。
:<math> S = VI^* = P + jQ </math>
:其中， '''''j''''' 是[[虛數單位]]。

<!--
In [[AC power|alternating current]] circuits, energy storage elements such as [[inductance]] and [[capacitance]] may result in periodic reversals of the direction of energy flow. The portion of power flow that, averaged over a complete cycle of the AC waveform, results in net transfer of energy in one direction is known as [[real power]]（also referred to as active power）.  That portion of power flow due to stored energy, that returns to the source in each cycle, is known as [[reactive power]].

[[Image:Power Triangle 01.png|frame|right|Power triangle The components of [[AC power]]]]

The relationship between real power, reactive power and apparent power can be expressed by representing the quantities as vectors. Real power is represented as a horizontal vector and reactive power is represented as a vertical vector. The apparent power vector is the hypotenuse of a right triangle formed by connecting the real and reactive power vectors. This representation is often called the ''power triangle''. Using the [[Pythagorean Theorem]], the relationship among real, reactive and apparent power is:
:<math>\mbox{(apparent power)}^2 = \mbox{(real power)}^2 + \mbox{(reactive power)}^2</math>

Real and reactive powers can also be calculated directly from the apparent power, when the current and voltage are both [[sinusoid]]s with a known phase angle between them:

:<math>\mbox{(real power)} = \mbox {(apparent power)}\cos(\theta)</math>

:<math>\mbox{(reactive power)} = \mbox {(apparent power)}\sin(\theta)</math>

The ratio of real power to apparent power is called [[power factor]] and is a number always between 0 and 1.

The above theory of reactive power and the power triangle is true only when both the voltage and current is strictly sinusoidal. Therefore is more or less abandoned for low voltage distribution applications where the current normally is rather distorted. It can still be used for high voltage tranmission applications and, with some care, for medium voltage applications where the current normally is less distorted.
-->

=== 在空間 ===
:在同一個平面，電路流向何方，受到電和磁場存在與波動的影響。<math>P = V \cdot I</math>其實是被簡化過的計算。在正常情況下必須使用更複雜的計算，使用[[向量积]]的[[積分]]，即：

<!--
Electrical power flows wherever electric and magnetic fields exist together and fluctuate in the same place. The simplest example of this is in electrical circuits, as the preceding section showed. In the general case, however, the simple equation <math>P=IV</math> must be replaced by a more complex calculation, the [[integral]] of the [[vector (geometric)|vector]] [[cross product|cross-product]] of the electrical and magnetic fields over a specified area, thus:
-->
:<math>
P = \int_S (\mathbf{E} \times \mathbf{H}) \cdot \mathbf{dA}. \,
</math>

<!--
The result is a scalar since it is the ''[[surface integral]]'' of the ''[[Poynting vector]]''.
-->

== 電路屬性（electrical properties） ==
=== 介電屬性 ===
:英文為electrical properties，與電介質相關或相似的屬性，像是空氣、陶瓷或蠟等物質，可作為絕緣體以維持電場的作用<ref>[http://db1x.sinica.edu.tw/caat/caat_rptcaatc.php?_op=?SUBJECT_ID:300223464 藝術與建 築索引典—介電屬性] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111104043409/http://db1x.sinica.edu.tw/caat/caat_rptcaatc.php?_op=%3FSUBJECT_ID%3A300223464 |date=2011-11-04 }}於2011年3月23日查閱</ref>。

=== 導電性 ===
:英文為electrical conductivity，電流能夠通過材質的輕易程度<ref>[http://db1x.sinica.edu.tw/caat/caat_rptcaatc.php?_op=?SUBJECT_ID:300056190 藝術與建 築索引典—導電性] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111104043356/http://db1x.sinica.edu.tw/caat/caat_rptcaatc.php?_op=%3FSUBJECT_ID%3A300056190 |date=2011-11-04 }}於2011年3月23日查閱</ref>。

=== 電阻率 ===
:英文為resistivity，抵抗的力量或屬性，特別指導電性的相反<ref>[http://db1x.sinica.edu.tw/caat/caat_rptcaatc.php?_op=?SUBJECT_ID:300191642 藝術與建 築索引典—電阻率] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111104043403/http://db1x.sinica.edu.tw/caat/caat_rptcaatc.php?_op=%3FSUBJECT_ID%3A300191642 |date=2011-11-04 }}於2011年3月23日查閱</ref>。

== 參考文獻 ==
<div class="references-small">
<references></references>
</div>
* {{cite book
 |last        = Croft
 |first       = Terrell
 |coauthors   = Summers, Wilford I.
 |title       = American Electricans' Handbook
 |url         = http://books.mcgraw-hill.com/getbook.php?isbn=0071377352
 |edition     = Eleventh Edition
 |year        = 1987
 |publisher   = McGraw Hill
 |location    = New York
 |isbn        = 0-070-13932-6
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 |archivedate = 2006-06-17
}}
* {{cite book
 |last        = Fink
 |first       = Donald G.
 |authorlink  = Donald G. Fink
 |coauthors   = Beaty, H. Wayne
 |title       = Standard Handbook for Electrical Engineers
 |url         = http://books.mcgraw-hill.com/getbook.php?isbn=0070220050
 |edition     = Eleventh Edition
 |year        = 1978
 |publisher   = McGraw Hill
 |location    = New York
 |isbn        = 0-070-20974-X
 |deadurl     = yes
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 |archivedate = 2006-10-16
}}

== 參照 ==
{{能源}}
{{電子學}}

*[[高壓電纜]]
*[[國家電力消耗排名列表]]
<!--*[[交流电功率]]
*{{link-en||EGRID}}
*[[世界能源消耗量]]
*{{link-en||Rural electricity}}-->

== 外部連結 ==
*{{en}}[http://www.ieee-pes.org/ IEEE Power & Energy Society]

{{电力模板}}

{{Authority control}}
[[Category:電力| ]]
[[Category:电磁学]]

[[da:Effekt (fysik)#Effekt i elektriske kredsløb]]
[[et:Võimsus#Võimsus elektrotehnikas]]
[[sv:Effekt#För likström (DC) och spänning]]