Electric power
전력(電力, electric power)은 일반적으로 전기에너지가 일을 할 수 있는 능력을 말하며, 작동적 정의는 단위 시간당 전류, 또는 단위 시간당 전달되거나 변환된 전기 에너지에 의해 수행되는 일의 양이다. 전기설비의 전력소비능력(전기에너지를 얼마나 빨리 소비하는지를 나타내는 물리량), 발전설비의 발전용량, 송변전설비의 송전능력 등을 표현하는데 사용할 수 있다. 전력은 P로 표시되고, 전력의 단위는 와트(Watt)이며 W로 표시된다.
정의
전기 회로에서 전력은 전류와 전기저항 사이의 관계에 의해 정의된다. 그림과 같은 단순한 전기 회로에서 전기저항 R은 전류를 소비하면서 열을 발생시킨다.
1840년 영국의 물리학자 제임스 프레스콧 줄은 전기 회로에서 저항에 의해 발생하는 열량이 다음과 같은 관계를 이룬다는 것을 발견하였다. 이를 줄의 법칙 이라고 한다.
\({\displaystyle Q=I^{2}Rt}\)
- Q: 열량[J]
- I: 전류의 세기[A]
- R: 도체의 전기저항[Ω]
- t: 전류가 흐르는 시간[s]
전기 회로의 저항에서 열이 발생하는 까닭은 저항을 통과하는 전자들이 저항 내의 원자들과 충돌하면서 전기적 위치 에너지를 잃기 때문이다. 전자들이 잃은 에너지는 저항 내에 있는 원자들의 진동 에너지로 전환되고, 그 결과 열이 발생한다. 이렇게 발생하는 열을 줄 발열이라고 하고 그러한 변환을 \({\displaystyle I^{2}R}\) 손실이라고 한다. 전력은 전기 회로 전체가 소비하는 단위 시간당 줄열 발생량이라 할 수 있다.
한편, 전압은 전류와 저항의 곱으로 나타낼 수 있으므로 위 식은 아래와 같이 간단히 할 수 있다.
\({\displaystyle P=VI}\)
따라서 전력은 전압과 전류의 곱으로 나타낼 수 있다.