1.4 电源、电功率和电能
1.4.1 电源
1.电源
如上所述，电源是将非电能形态的能量转换成电能的供电设备，如图1.7（a）中的干电池和各种发电机等（可第3章）都属于电源。
2.电源的外特性
在电路的通路状态下，由公式（1.2）可知电源的端电压为
U = E − RiI
随着电源输出电流的增大，电流在电源内电阻上的电压降增加，电源的端电压U也不断下降，这表明电动势E所产生电能的一部分被电源内电阻本身占用。这种电源输出端电压随电流增大而下降的特性称为电源的外特性，如图1.9所示。
在实际应用中，我们总希望电源有稳定的输出电压而不受负载的影响，也就是希望有一条水平的电源外特性线曲线（如图1.9中的虚线所示）。通过采用专门的技术措施（如稳压技术，将在本书第6章介绍），可以基本实现这一目标。
图1.9 电源的外特性
1.4.2 电功率
电能在每秒钟所做的功称为电功率，如果在元件或设备两端的电压为U，通过的电流为I，则元件或设备的电功率为
在公式（1.3）中，如果电压U以伏特（V）为单位，电流I以安培（A）为单位，则电功率P就以瓦特（W）为单位。
电功率常用的单位还有千瓦（kW）和毫瓦（mW）。
1kW = 103 W = 106 mW
由公式（1.3），用欧姆定律可推导出
【例1.2】 有一台电炉的额定电压为220V，测量出电阻值为40Ω，问功率为多大？
解：由公式（1.4）得
1.4.3 电能
当电路中有电流流过时，就发生了能量的转换：在电源内部，当电流流过电源时，非电能被转换为电能；在电源外部，当电流流过负载时，电能被转换为其他形式的能量。如果元件或设备的电功率为P，电流通过的时间为t，则电能W为电功率P与时间t的乘积：
在公式（1.5）中，如果电功率P以瓦特（W）为单位，时间t以秒（s）为单位，则电功W就以焦耳（J）为单位。而在实际应用中，电能常用的单位是千瓦时（kW·h），1千瓦时称为1“度”电。
【例1.3】 有一台25英寸的彩色电视机，额定功率为120W，如果每度电的电费为0.61元，问一个月的电费为多少（设平均每天电视机开3小时，每月平均为30天计）？
解：每月电费 = 功率（千瓦）× 每月使用时间（小时）× 每度电电费 = 0.12×3×30×0.61 =6.59元
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1度电
如上所述，所谓“1度电”就是1kW·h电，例如一只1kW的电炉用了1小时，一盏100W的白炽灯点亮了10小时，所消耗的电能都是1kW·h。
每一度电都是来之不易的。我国火电企业每生产1kW·h电的平均耗煤量为335g，而且要经过采煤、煤炭粉碎、燃烧、锅炉产生蒸汽、汽轮机转动、发电机发电等一系列复杂的过程，才能发出这1kW·h的电。
1kW·h能做些什么呢？1kW·h电可以采煤100kg，生产化肥16kg，水泥14kg，织布10m，电力浇灌土地333m2，可供一盏25W的白炽灯点亮40小时，可以使电炉发出热量3600kJ。
让我们从自己做起，从身边的每一件小事做起，随手关灯，节约每1kW·h电能！（有关节约用电的知识见本书第5章5.5节）