功率(Power)是指單位時間內(nèi)傳遞或轉(zhuǎn)換的能量，用以衡量體系做功的快慢。功率是一個標(biāo)量，只用來衡量做功快慢，其正負(fù)號常用來表示體系是接受外界做功還是對外做功。

功率的單位

常用在國際單位制（SI）中，功率的單位是瓦特（Watt，W），簡稱“瓦”。一瓦特等于每秒鐘做功一焦耳。

其他常見和傳統(tǒng)的功率單位包括馬力（hp），一個英制馬力約等于745.7瓦特；在高斯單位制中，功率單位為爾格每秒（rg/s）;除此之外，還有卡路里每小時。

研究歷史

蒸汽機(jī)與馬力

功率的引入源于第一次工業(yè)革命后蒸汽機(jī)的發(fā)展，當(dāng)時人們?yōu)榱吮容^蒸汽機(jī)相比于傳統(tǒng)的馬匹的動力效率而引入了“馬力“的概念。

例如，1702年，托馬斯·薩弗里(Thomas Savery)寫道：“一臺能夠提升與兩匹馬同時完成同等工作的發(fā)動機(jī)需要始終保持10至12匹馬來完成同樣的工作?！边@一概念被詹姆斯·瓦特（James Watt）所沿用。在1782年的實驗中，瓦特發(fā)現(xiàn)，一匹“釀酒廠的馬”每分鐘可以產(chǎn)生32,400英尺磅（43,929焦耳）的功。次年，瓦特和馬修·博爾頓將這一數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化為每分鐘33,000英尺磅（44,742焦耳），即745.7焦耳每秒。這成為了最早的功率單位。1993年，R.D.Stevenson和R.J. Wassersug在《自然》雜志上發(fā)表了關(guān)于馬的峰值和持續(xù)功率的測量與計算，指出幾秒內(nèi)的峰值功率最高可達(dá)14.88馬力（11.10千瓦），而持續(xù)功率約為每匹馬1馬力（0.75千瓦）。

單位瓦特的引入

目前采用最廣泛的功率單位瓦特最早于1882年由著名發(fā)明家維爾納·馮·西門子（Werner von Siemens）的弟弟、德國工程師卡爾·威廉·西門子（C. William Siemens）在英國科學(xué)促進(jìn)會（British Association for the Advancement of Science）第五十二屆大會的演講中首次提出用蘇格蘭發(fā)明家詹姆斯·瓦特的名字“瓦特“命名功率的單位。西門子此時將1瓦特定義為1安培的電流在1伏特的電勢差的情況下傳遞的功。

1908年10月，在倫敦召開的國際電氣單位與標(biāo)準(zhǔn)會議（the International Conference on Electric Units and Standards）上，確立了實用電氣單位的所謂國際定義。西門子的定義被采用為國際瓦特（國際單位制還使用了 1A2×1Ω）。瓦特被定義為實用單位制中功率的107個單位。

從1909年到1948年，國際單位是主導(dǎo)單位。1948年，第九屆國際計量大會將國際瓦特從實用單位重新定義為絕對單位（即僅使用長度、質(zhì)量和時間進(jìn)行定義）。具體而言，1瓦特被定義為單位時間內(nèi)傳遞的能量，等于1焦耳/秒。在這一新定義中，1絕對瓦特=1.00019國際瓦特。1948年以前的文獻(xiàn)使用的可能是國際瓦特。1960年，第十一屆國際計量大會正式將絕對瓦特作為功率單位納入國際單位制（SI）。

基本原理

功率大小表示做功的快慢。例如，燃燒一公斤煤完全燃燒的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一公斤TNT炸藥爆炸釋放的能量。但是由于爆炸在一瞬間完成，時間間隔極短，TNT炸藥產(chǎn)生的功率遠(yuǎn)大于煤的燃燒。

在特定系統(tǒng)中指定功率時，出于方便，具體的計算方式并不相同。例如，在地面上拖動物體時所涉及的功率是阻力加上牽引力與速度的點積；電動機(jī)的輸出功率是電動機(jī)產(chǎn)生的力矩與其輸出軸的角速度的乘積；同樣，電路中某元件消耗的功率是流過該元件的電流與該元件兩端電壓的乘積。

應(yīng)用領(lǐng)域

電力傳輸和分配

功率在電力傳輸系統(tǒng)中至關(guān)重要。在發(fā)電站產(chǎn)生的電能通過高壓輸電線路傳輸至遠(yuǎn)距離的負(fù)載端，確保能量傳遞的效率和安全性。變壓器的使用能夠調(diào)節(jié)電壓和電流，減少傳輸過程中的功率損耗，確保大規(guī)模供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。

家用電器

電器其實就是能量轉(zhuǎn)換的過程，因此在日常生活中接觸“功率“這一概念的最多的場景便是家用電器，比如電飯煲、吸塵器、空調(diào)這些設(shè)備。每一個電器都有一個“功率”值，表示它需要多少能量來運(yùn)行。高功率的電器往往能耗更大，比如微波爐、電磁爐等，而電視、風(fēng)扇等電器的功率相比便小很多。