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{| class="wikitable" style="float: right; width: 300px; margin-left: 1em; font-size: 90%; border: 1px solid #a2a9b1;"
|+ style="font-weight: bold; font-size: 1.2em; padding: 5px;" | 电能
|-
! style="background-color: #f2f2f2; width: 30%;" | 外文名
| Electrical energy
|-
! style="background-color: #f2f2f2;" | 核心定义
| 电流做功的能力
|-
! style="background-color: #f2f2f2;" | 国际单位
| 焦耳（J）
|-
! style="background-color: #f2f2f2;" | 常用单位
| 千瓦时（kW·h），俗称“度”
|}

'''电能'''（Electrical energy），是指使用电以各种形式做功（即产生能量）的能力。电能被广泛应用在动力、照明、通信等各个领域，是现代社会科学技术发展和经济飞跃的主要动力。电能的利用是第二次工业革命的主要标志，从此人类社会进入了电气时代。

== 电能的单位与换算 ==
在日常生活中，电能的常用单位是“度”，它的学名叫做'''千瓦时'''，符号是 <math>\text{kW}\cdot\text{h}</math>。在物理学中，更常用的能量单位（国际单位）是'''焦耳'''，简称焦，符号是 <math>\text{J}</math>。

它们之间的换算关系为：
:<math>1 \text{ kW}\cdot\text{h} = 3.6 \times 10^6 \text{ J}</math>

即功率为 1000 W（1千瓦）的供能或耗能元件，在 1 小时的时间内所发出或消耗的电能量为 1 度。

== 能量的转换 ==
电能是一种二次能源，它通常由其他形式的能量转换而来，同时也可以通过用电器转换成我们所需的其他能量形式。

=== 电能的产生（其他能 → 电能） ===
各种发电厂和电池是人们获取电能的主要途径：
* '''火力发电'''：将化石燃料（煤、石油、天然气）燃烧产生的热能转换为电能。
* '''水力发电'''：利用水位落差，将水的势能转为水轮的机械能，再推动发电机得到电能。
* '''风力发电'''：利用风力带动风车叶片旋转，将风能（机械能）转化为电能。
* '''核能发电'''：利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电。
* '''太阳能发电'''：通过光伏效应，直接将光能转化为电能。
* '''电池供电'''：如干电池、蓄电池，是将内部储存的化学能转化为电能。

=== 电能的利用（电能 → 其他能） ===
用电器是消耗电能的装置，其工作的过程就是把电能转化为其他形式能的过程：
* '''转化为内能（热能）'''：如电饭煲、电熨斗、白炽灯（同时转化为光能）。
* '''转化为机械能（动能）'''：如电风扇、洗衣机、电力机车。
* '''转化为光能'''：如 LED 灯、日光灯。

== 电功 ==
电流流动时能够做功。电流通过用电器，把电能转化为其他形式能的过程，也就是电流做功的过程。

* '''定义'''：电流通过某段电路所做的功叫'''电功'''，通常用符号 <math>W</math> 表示。
* '''物理意义'''：电流做功的实质就是将电能转化为其他形式的能。电流做了多少功，就表明该用电器消耗了多少电能。
* '''计算公式'''：电流做功的多少与电压、电流和通电时间都有关。其基本计算公式为：
:<math>W = UIt</math>
（其中 <math>U</math> 为电压，<math>I</math> 为电流，<math>t</math> 为通电时间）

结合欧姆定律（<math>I = U/R</math>）和功率公式（<math>P = W/t</math>），还可以推导出其他形式：
:<math>W = Pt = I^2Rt = \frac{U^2}{R}t</math>
（注意：后两个公式通常仅适用于纯电阻电路）

== 电能的传输与计量 ==
=== 电能的传输 ===
电能可以通过有线或无线的形式作远距离的传输。在现代电力系统中，电能从发电厂产生后，需要经过升压变压器提升至数十万伏特，通过高压输电线路（如同电能的“高速公路”）跨越山川河流，最终到达变电站降压，再通过配电网络输送到千家万户。

值得注意的是，电能具有“即发即用”的特性，在现有的技术条件下难以被大规模直接存储，因此电力系统需要实时保持发电与用电的平衡。

=== 电能的计量 ===
测量电功（即消耗电能）的专用仪表叫做'''电能表'''，俗称电表。它是供电企业和用户之间进行电能结算的“公平秤”。
* '''读数方法'''：电能表前后两次读数之差，就是这段时间内用电的度数（即消耗的电能）。
* '''工作原理'''：无论是老式的机械电能表还是现代的电子式电能表，其核心原理都是实时测量电路中的电压和电流，计算出瞬时功率，并对时间进行积分累加，最终得出消耗的总电能。

== 相关条目 ==
* [[焦耳定律]]
* [[电流的热效应]]
* [[电功率]]
* [[能量守恒定律]]

[[Category:电磁学]]
[[Category:物理学]]
[[Category:能源]]