电流电压功率计算公式

咱们来聊聊电这个东西。具体点，就是电流、电压、功率到底怎么算。别觉得这是电工才需要懂的，其实生活中处处都用得到。搞懂了，至少换个灯泡、买个电器心里有底，不会被一些花里胡哨的参数忽悠。

先说说最基础的三个概念：电压、电流、电阻

想象一下水管。水要想流动，得有水压把它往前推，这个水压就类似于电压 (V)，单位是伏特 (V)。水在管道里流动的量，就是水流，在电路里对应的就是电流 (I)，单位是安培 (A)。而水管本身的粗细、材质会阻碍水流，这个阻碍就是电阻 (R)，单位是欧姆 (Ω)。

这三者之间有个特别重要的关系，叫欧姆定律。这个定律很简单，就是：

电压 (V) = 电流 (I) × 电阻 (R)

记住这个公式，它是所有电路计算的基础。从这个公式可以变出另外两个：

• 电流 (I) = 电压 (V) ÷ 电阻 (R)
• 电阻 (R) = 电压 (V) ÷ 电流 (I)

举个例子。我之前自己DIY一个小的LED灯电路，用的是5V的USB电源。那个LED灯珠的说明书上写着，它的正常工作电流是20毫安 (mA)，也就是0.02安培 (A)。为了防止电流过大烧坏灯珠，我需要串联一个电阻。那这个电阻应该多大呢？

这时候就用上公式了：电阻 (R) = 电压 (V) ÷ 电流 (I)。

但是这里有个细节。LED灯珠本身工作时也会消耗一点电压，这个叫“压降”，大概2V左右。所以，真正加在电阻两端的电压，是电源电压减去LED的压降，也就是 5V – 2V = 3V。

现在我们有电压 (3V) 和电流 (0.02A) 了，就可以算电阻了：

R = 3V / 0.02A = 150Ω

所以，我得找一个150欧姆的电阻串联进去，这个LED灯才能正常工作。你看，就这么简单一个计算，避免了烧坏一个零件。生活中虽然不常自己做电路，但这个思维方式是通用的。

搞懂了电压电流，再来看功率

功率是个很实际的参数，我们交电费就是按用了多少“电功”来算的，而电功就是功率乘以时间。电器的“劲儿”大不大，看的就是功率。

功率 (P) 的单位是瓦特 (W)。计算功率的公式也特别直接：

功率 (P) = 电压 (V) × 电流 (I)

这个公式告诉我们，一个电器的功率，是由它工作的电压和通过它的电流共同决定的。

我们平时买的电器，上面都会标一个额定功率。比如一个“220V 1000W”的电热水壶。这是什么意思呢？意思是在220V的电压下使用它，它工作时通过的电流大约是：

电流 (I) = 功率 (P) ÷ 电压 (V) = 1000W ÷ 220V ≈ 4.55A

这个4.55A的电流可不小。家里的插座和电线都得能承受这个电流才行。如果你家里的老旧电线只能承受5A的电流，你再同时开一个1500W的电暖器，电流加起来就好几安了，电线就会发热，甚至可能烧掉，引起火灾。所以，懂一点功率计算，对用电安全很重要。

而且，功率的公式还可以和欧姆定律结合起来，变出另外两种形式：

1. P = I² × R
2. P = V² / R

这两个公式也很有用。比如第一个公式 P = I² × R，它告诉我们，在电阻不变的情况下，功率和电流的平方成正比。这就是为什么电力公司要用超高压输电。因为输电线本身有电阻 (R)，电流 (I) 在上面流过就会产生热量，造成能量损失，这个损失的功率就是 P = I² × R。要想减小损失 (P)，最好的办法就是减小电流 (I)。根据 P = V × I，在输送总功率 (P) 不变的情况下，只要把电压 (V) 提得非常高，电流 (I) 就可以变得非常小，这样输电线上的热损失就大大降低了。

直流电和交流电的计算有区别

上面我们聊的，基本都适用于直流电 (DC)，比如电池供电的设备。但是我们家里墙上插座里的是交流电 (AC)，计算起来要稍微复杂一点。

因为交流电的电压和电流是周期性变化的，不像直流电那么稳定。这就引入了一个叫功率因数 (Power Factor, 简称PF或cosφ)的概念。你可以把它理解成电路中电能被有效利用的程度。

对于纯电阻性负载，比如白炽灯、电暖器，电流和电压的步调是一致的，功率因数约等于1。计算就和直流电一样：

单相交流功率 (P) = 电压 (V) × 电流 (I)

但是，对于包含电机、电感的设备，比如空调、冰箱、洗衣机，电流和电压的步调会不一致（电流会滞后于电压）。 这时候，电能的利用效率就不是100%了，功率因数就会小于1，通常在0.5到0.9之间。

所以，在计算这类设备的有功功率（也就是实际消耗的功率）时，公式要变成：

单相交流功率 (P) = 电压 (V) × 电流 (I) × 功率因数 (cosφ)

举个例子，一台空调标着输入电流5A，在220V电压下工作，但它的功率因数是0.8。那么它实际消耗的功率是：

P = 220V × 5A × 0.8 = 880W

而不是 220V × 5A = 1100W。那没被利用的220VA (1100-880) 去哪了？它变成了无功功率，在电网和电器之间来回跑，不做功，但是会占用电网的容量，增加线路损耗。所以供电局会希望工厂这类用电大户提高功率因数，不然可能会有罚款。

三相电的功率计算

除了家用的单相电，工厂里还常用到三相电，因为它动力更足，更稳定，适合驱动大功率电机。三相电的功率计算又不一样了。

三相电的总功率，是每一相功率的叠加。它的计算公式是：

三相交流功率 (P) = √3 × 线电压 (V) × 线电流 (I) × 功率因数 (cosφ)

这里的√3约等于1.732。线电压是指两根火线之间的电压，在中国通常是380V。线电流是指流过每根火线的电流。

比如一台三相电机，在380V的电压下运行，测得线电流是10A，功率因数是0.85。那么它的总功率就是：

P = 1.732 × 380V × 10A × 0.85 ≈ 5592W，也就是大约5.6千瓦 (kW)。

这个公式在工业领域用得非常多。如果你看到一个设备铭牌上写着三相380V，就可以用这个公式来估算它的功率。

总的来说，理解电流、电压和功率的关系并不难。核心就是欧姆定律 (V=IR) 和功率公式 (P=VI)。搞清楚是直流电还是交流电，是单相还是三相，然后套用相应的公式就行。这些知识不仅能帮助你更安全地用电，还能让你在选购电器、理解家庭用电情况时，做出更明智的判断。