功率计算公式有哪些

功率计算公式根据应用领域和物理情境有所不同，主要分为以下几类：

一、基础公式

功与功率关系

功率定义为单位时间内所做的功，公式为：

$$P = frac{W}{t} = frac{FV}{t} = UI$$

其中：

$P$ 表示功率（单位：瓦特，符号：W）

$W$ 表示功（单位：焦耳，符号：J）

$t$ 表示时间（单位：秒，符号：s）

$F$ 表示力（单位：牛顿，符号：N）

$V$ 表示速度（单位：米/秒，符号：m/s）

$U$ 表示电压（单位：伏特，符号：V）

$I$ 表示电流（单位：安培，符号：A）

纯电阻电路

根据欧姆定律 $I = frac{U}{R}$，电功率可表示为：

$$P = I^2R quad text{或} quad P = frac{U^2}{R}$$

其中 $R$ 为电阻（单位：欧姆，符号：Ω）

二、电功率计算

定义式

$$P = frac{W}{t} = UI$$

适用于任何电路

纯电阻电路

通过电流计算：$P = I^2R$

通过电压计算：$P = frac{U^2}{R}$

功率因数公式：$cosphi = frac{P}{S}$（$S = UI$）

三、机械功率计算

平均功率

$$P = frac{W}{t} = FV$$

适用于匀速直线运动

瞬时功率

$$P = FVcosalpha$$

其中 $alpha$ 为力 $F$ 与速度 $V$ 的夹角

四、其他特殊场景

三相电机功率

线电压 $U$、线电流 $I$、功率因数 $cosphi$：

$$P_1 = frac{1.732 cdot U cdot I cdot cosphi}{3} quad text{（三角形接法）}$$

$$P_2 = 3 cdot P_1 quad text{（星形接法）}$$

三相线电压 $U_{LL}$、线电流 $I_L$：

$$P = frac{U_{LL}^2}{3 cdot R} quad text{（三角形接法）}$$

光伏电站功率

有功功率：$P = U cdot I cdot cosphi$

无功功率：$Q = U cdot I cdot sinphi$

视在功率：$S = U cdot I$

功率因数校正：$Qc = Q - Q{text{补偿}}$

总结

功率计算需根据具体物理情境选择合适公式。电功率侧重能量转换效率，机械功率关注力与运动的快速变化，而三相电机和光伏系统则涉及更复杂的计算模型。