توان الکتریکی را چگونه محاسبه می کنند؟
الکتریسیته
توان الکتریکی مقدار انرژی الکتریکی است که در واحد زمان به وسیله مدار الکتریکی جابجا می‌شود. واحد توان در دستگاه بین‌المللی یکاها وات است که با حرف P نمایش داده می‌شود. یک وات معادل یک ژول بر ثانیه است. توان الکتریکی مانند توان مکانیکی، سرعت انجام کار است. توان الکتریکی تولید شده به وسیله یک جریان الکتریکی، برابر است با بار Q که در هر t ثانیه از اختلاف پتانسیل V عبور می‌کند.
توان اسمزی
یک توزیع فیزیکی این است که بر روی یک خازن شارژ شده به لحاظ الکتریکی نیروی الکتریکی دو طرف جاذب بین شارژالکتریکی بر روی الکترود وشارژیونی در مایع وجود دارد. برای دور کردن یون‌ها از الکترودشارژشدهباید از فشار اسمزی استفاده کرداین کار انرژی بالقوه الکتریکی در خازن را افزایش می‌دهد یک توضیح الکترونیکی این است که ظرفیت خارنی تابعی از تراکم یون است. با ارائه گرادیان شوری و انتشار یون‌ها در خارج از خازن ظرفیت خازنی کاهش ولتاژافرایش می‌یابد چون ولتاژ برابر با نسبت شارژ ظرفیت خازنی است. توان متناوب
واحدِ تمام اشکال توان وات (نماد W) است اما این واحد به‌طور کلی برای توان حقیقی محفوظ می‌باشد توان ظاهری با ولت‌آمپر (VA) بیان شده زیرا که حاصل ولتاژ rms در جریان rms است. واحد توان راکتیو به عنوان VAR، که مخفف ولت‌آمپر راکتیو است بیان می‌شود. از آنجا که توان راکتیو هیچ انرژی خالصی به بار انتقال نمی‌دهد گاهی اوقات به نام توان "wattless" نامیده می‌شود، به هر حال، سرو یک نقش مهمی را در شبکه‌های الکتریکی (تورین برقی) انجام می‌دهد و فقدانش به عنوان یک عامل مهم در خاموشی شمال شرق در سال ۲۰۰۳ نقل شده‌است. مقاومت (قطعه الکتریکی)
به‌طور کلّی، مقاومت‌هایی که نیاز به اتلاف مقدار قابل‌توجه از توان را دارند، در حالات خاص مانند منابع تغذیه، مدارهای تبدیل توان و تقویت‌کننده‌های توان به عنوان مقاومت‌های توان شناخته می‌شود. این نام‌گذاری با کاربرد مقاومت‌ها به میزان توان ۱ وات یا بیش‌تر رابطه‌ای ندارد. مقاومت‌های توان از لحاظ فیزیکی بزرگ‌تر هستند و ممکن است برای مقادیر مقدّم، کدهای رنگی و بسته‌های خارجی زیر استفاده نشود. انرژی
مفهوم انرژی پتانسیل میدان الکتریکی :توانایی انجام کار به خاطر داشتن موقعیت در میدان نیروی پایستار را انرژی پتانسیل الکتریکی گویند. (یعنی انرژی فقط مربوط به جسم نیست بلکه متناسب با جسم و موقعیت آن است). ابزار اندازه‌گیری
Often the energy value results from multiplying two related quantities: (a generalized) potential (relative velocity, voltage, temperature difference) times some substance-like quantity (linear momentum, electrical charge, entropy). — Thus energy has to be measured by first choosing a carrier/form. The measurement usually happens indirectly, by obtaining two values (potential and substance-like quantity) and by multiplying their values. For the ranges of energy-values see: Orders of magnitude (energy) توان (ریاضی)
اگر صفر را به توان عددی منفی برسانیم، حاصل در مخرج صفر دارد و تعریف نشده‌است. توان منفی را می‌توان به صورت [[تقسیم]] مکرر پایه هم نشان داد. یعنی ۳ = ۱ ÷ ۳ ÷ ۳ ÷ ۳ ÷ ۳ ÷ ۳ = ۱/۲۴۳ = 3/ 1. انتقال انرژی الکتریکی
در سال‌های آغازین بهره‌گیری از انرژی الکتریکی، انتقال توان با همان ولتاژ مصرف‌کننده‌ها انجام می‌گرفت و این به دلیل استفاده از توان الکتریکی به صورت DC بود، چراکه در آن زمان هیچ راهی برای افزایش ولتاژ DC وجود نداشت و از آنجا که انواع مختلف مصرف‌کننده‌ها مثل لامپ‌⁬ها یا موتورها نیازمند ولتاژهای مختلفی بودند برای هر یک باید از ژنراتوری جداگانه استفاده می⁬‌شد که این خود امکان استفاده از یک شبکه بزرگ برای تغذیه کلیه مصرف‌کننده‌ها را از بین می‌برد. اثر پاکلز
برای اندازه‌گیری ولتاژ به کمک المان‌های نوری می‌توان از دو اثر کر و پاکلز بهره برد. همانطور که گفته شد اثر کر با مجذور میدان الکتریکی و اثر پاکلز با توان اول میدان رابطه دارد. این تفاوت باعث شده که در ساخت ترانسفورماتور ولتاژ نوری بیشتر از اثر پاکلز استفاده شود. انرژی پتانسیل الکتریکی
توجه: اینجا formula_23 ضریب نفوذپذیری فضای خالی (خلاء) است. زمانی که بارها در فضایی غیر از فضای خالی یا هوا باشند ضریب نفوذپذیری برابر با formula_28 خواهد بود که k ضریب گذردهی الکتریکی (ثابت دی‌الکتریک) نام دارد، k نسیت نیروی الکتروستاتیک وارد شونده در فضای آزاد به نیروی وارد شونده به بار در محیط نسبی است. وات‌متر
وات متر ابزاری برای سنجش توان الکتریکی است. این وسیله قادر است تا توان الکتریکی در مدارات را اندازه‌گیری کند. توان (فیزیک)
توان لحظه‌ای الکتریکی ای که به مؤلفه‌ای از مدار می‌رسد برابرست با: ضریب توان
انواع مختلف مصرف‌کننده‌ها در مدارهای الکتریکی رفتارهای متفاوتی از خود بروز می‌دهند؛ برای مثال مصرف‌کننده‌های اکتیو با تبدیل انرژی الکتریکی به شکل دیگری از انرژی، انرژی الکتریکی را مصرف می‌کنند. این رفتار در مصرف‌کننده‌های راکتیو کمی متفاوت است چرا که این مصرف‌کننده‌ها به جای مصرف انرژی الکتریکی این انرژی را ذخیره می‌کنند. این انرژی ذخیره شده تا زمانی در المان باقی می‌ماند که المان به وسیله یک جریان یا ولتاژ ثابت از طرف منبع، تغذیه شود. با پایان یافتن روند تغذیه، مصرف‌کننده راکتیو شروع به جبران انرژی کاسته شده می‌کند بدین صورت که انرژی ذخیره شده خود را دوباره به مدار بازمی‌گرداند. در مدارهای DC این عملکرد بارهای راکتیو تأثیر زیادی بر روی عملکرد شبکه الکتریکی نمی‌گذارد اما در یک مدار AC به علت تغییر دایم میزان انرژی وارد شده به مدار بارهای راکتیو می‌توانند موجب ایجاد اختلال در عملکرد شبکه شوند به این صورت که در آغاز هر سیکل بارهای راکتیو مانند یک مصرف‌کننده از مدار انرژی دریافت می‌کنند و این انرژی را تا لحظه ماکسیمم یا پیک موج در خود نگاه می‌دارند. با کاهش یافتن روند تغذیه بار، این بار انرژی ذخیره شده خود را - که با توجه به نوع بار می‌تواند به صورت ولتاژ یا جریان باشد – به مدار بازمی‌گرداند این بازگشت انرژی تأثیرات خاصی را در مدار به دنبال خواهد داشت که به آن‌ها خواهیم پرداخت. الکتریسیته
میدان الکتریکی به‌طور عمومی در فضا متغیر است و شدت آن در هر نقطه با نیرویی مشخص می‌شود که یک بار الکتریکی غیرمتحرک احساس می‌کند. بار فرضی، که ذره آزمون نام دارد، بسیار کوچک است تا میدان الکتریکی آن با میدان الکتریکی اصلی تداخل نداشته باشد و همچنین ثابت است تا از تأثیر میدان‌های مغناطیسی جلوگیری کند. از آن جا که میدان الکتریکی با واحد نیرو شناسایی می‌شود و نیرو نیز یک بردار اقلیدسی است، در نتیجه، یک میدان مغناطیسی یک بردار است که هم شدت دارد و هم مسیر و در واقع، یک میدان برداری است. امپدانس الکتریکی
امپدانس یک عدد مختلط، با همان واحدهای مقاومت است، که واحد SI آن اهم (Ω) است. نماد آن معمولاً Z است و ممکن است با نوشتن بزرگی و فاز آن به صورت Z∠θ نشان داده شود. با این حال، نمایش عدد مختلط کارتزینی اغلب برای اهداف تجزیه و تحلیل مدار قدرتمندتر است. متقابل امپدانس، ادمیتانس است، که واحد SI آن زیمنس است، که به صورت رسمی‌تر mho اطلاق می‌شود. ابزارهایی که برای اندازه‌گیری امپدانس الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، آنالایزر امپدانس نامیده می‌شوند. اصطلاح امپدانس توسط الیور هویزاید در ژوئیه ۱۸۸۶ ابداع شد. آرتور کنلی اولین کسی بود که در سال ۱۸۹۳ با اعداد مختلط امپدانس را نشان داد. علاوه بر مقاومت همان‌طور که در مدارهای DC دیده می‌شود، امپدانس در مدارهای AC شامل اثر القایی ولتاژ در رساناها توسط میدان‌های مغناطیسی (اندوکتانس)، و ذخیره الکترواستاتیک بار ناشی از ولتاژهای بین رساناها (خازن) است. امپدانس ناشی از این دو اثر در مجموع به عنوان مقاومت القایی (ری اکتانس) شناخته می‌شود و قسمت موهومی امپدانس مختلط را تشکیل می‌دهد؛ در حالی که مقاومت قسمت حقیقی آن را تشکیل می‌دهد. امپدانس به عنوان نسبت دامنه فرکانس ولتاژ به جریان تعریف می‌شود. به عبارت دیگر، این نسبت ولتاژ به جریان برای یک نمایی مختلط منفرد در یک فرکانس خاص ω است. انرژی پتانسیل الکتریکی
در نتیجه، چگالی انرژی یا انرژی در واحد حجم میدان الکتریکی برابر است با: مهندسی قدرت
تولید انرژی الکتریکی فرایندی است که در طول آن دیگر شکل‌های انرژی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شوند. برای انجام این فرایند راه‌های متعددی وجود دارد. از تبدیل الکترومکانیکی معمولاً در مواردی استفاده می‌شود که منبع انرژی زغال سنگ (نیروگاه سوخت فسیلی)، نفت، گاز طبیعی، اورانیوم (انرژی هسته‌ای)، جریان آب یا جریان باد باشد و در تمام این موارد به جز انرژی بادی برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی از ژنراتورهای سنکرون AC که به توربین بخار، گازی یا آبی متصل هستند استفاده می‌شود. استفاده از این نوع ژنراتورها دارای فواید بسیاری است که استفاده از آن‌ها را در بیشتر صنایع بزرگ تولید برق رایج کرده‌است. انرژی پتانسیل الکتریکی
انرژی پتانسیل الکتریکی یا انرژی پتانسیل الکتروستاتیک انرژی پتانسیلی است مرتبط با نیروی‌های پایستار کولن در یک سامانهٔ تعریف‌شده از بارهای نقطه‌ای الکتریکی. انرژی پتانسیل الکتریکی و پتانسیل الکتریکی دو مفهوم کاملاً متفاوت‌اند. مرجع صفر، حالتی است که در آن دو بار نقطه‌ای منفرد در فاصلهٔ بینهایت از هم و به صورت ساکن قرار دارند. حال انرژی پتانسیل الکتریکی سامانه‌ای مانند "U" نسبت به یک مرجع صفر برابر است با: W مقدار کاری که توسط یک عامل خارجی فرضی باید انجام شود تا تک تک بارهای نقطه‌ای را از فاصلهٔ بینهایت به سمت یک سامانهٔ دلخواه با سرعت ثابت جابه‌جا کند. در این روند فرض بر این است که هیچ انرژی جنبشی در بارهای نقطه‌ای ذخیره نمی‌شود. formula_1 گاهی تصور می‌شود که انرژی پتانسیل از یک بار قرار گرفته در میدان الکتریکی ناشی می‌شود درحالی که واقعیت این است که این انرژی به کل آن سامانه که شامل مجموعه‌ای از همهٔ بارهای تولیدکنندهٔ میدان الکتریکی است برمی‌گردد. برای محاسبهٔ مقدار کار لازم برای آوردن یک بار نقطه‌ای در مجاورت سایر بارهای نقطه‌ای که خود ساکن‌اند، کافی است که بدانیم: توان الکتریکی سه فاز
توان الکتریکی سه فاز شیوه‌ای رایج برای تولید، انتقال و توزیع توان الکتریکی جریان متناوب است. این سیستم از سیستمای چندفاز و رایجترین شیوه مورد استفاده شبکه‌های برق در جهان برای انتقال قدرت است. اصلاح ضریب توان
بارهای الکتریکی که از جریان متناوب تغذیه می‌کنند از دو نوع توان تغذیه می‌کنند؛ توان اکتیو که کار مفید را انجام می‌دهد یا در واقع به شکل مطلوب انرژی که ممکن است انرژی مکانیکی یا گرمایی باشد تبدیل می‌شود، توان راکتیو که در واقع به علت ذخیره شدن انرژی در بارها راکتیو به وجود می‌آید و در پایان هر سیکل به منبع بازمی‌گردد. در واقع ضریب توان همان نسبت بین توان ظاهری و توان واقعی است که عددی بین ۰ و ۱ خواهد بود. وجود توان راکتیو موجب خواهد شد که توان واقعی از توان ظاهری کمتر باشد و به این ترتیب ضریب توان مقداری کمتر از ۱ داشته باشد. بار مؤثر هسته
اصطلاح «مؤثر» به کار می‌رود زیرا اثر پوششی الکترونهای با بار منفی مانع از آن می‌شود که الکترونهای اوربیتال اتمی بالاتر از بارگیری کامل هسته به دلیل اثر دفع الکترون‌های لایه داخلی استفاده کنند. بار الکتریکی هسته ای مؤثر توسط الکترون را بار اصلی می‌نامند. می‌توان قدرت بار هسته ای را با عدد اکسایش اتم تعیین کرد. انرژی پتانسیل الکتریکی
در رابطهٔ بالا formula_41 ظرفیت خازن و formula_42 پتانسیل الکتریکی کل می‌باشد. توان (فیزیک)
به‌طوری‌که formula_17 مقاومت الکتریکی به اهم است. توصیف‌های ریاضی میدان الکترومغناطیسی
در بسیاری از موارد در استفاده و محاسبه میدانهای الکتریکی و مغناطیسی از این رویکرد استفاده می‌شود که ابتدا پتانسیل مرتبط محاسبه می‌شود: پتانسیل الکتریکی "formula_1برای میدان الکتریکی و پتانسیل برداری مغناطیسی، A"'، برای از میدان مغناطیسی. پتانسیل الکتریکی یک میدان نرده‌ای (اسکالر) در حالی که پتانسیل مغناطیسی یک میدان برداری است. به همین دلیلی است که گاهی پتانسیل الکتریکی با نام پتانسیل اسکالر و پتانسیل مغناطیسی، پتانسیل برداری نامیده می‌شود. این پتانسیل می‌تواند برای پیدا کردن میدان‌های مرتبط به شکل زیر استفاده شود: کیلووات ساعت
کیلووات ساعت (با نمادهای kW·h ،kW h یا kWh) یکی از یکاهای تجاری انرژی الکتریکی است. از آنجایی که انرژی حاصلضرب توان در زمان است و از سوی دیگر توان بر حسب وات یا کیلووات و زمان بر حسب ثانیه یا ساعت اندازه‌گیری می‌شود، واحد انرژی به صورت "وات‌ساعت" یا "کیلووات ساعت" خواهد بود. یک کیلووات ساعت برابر است با انرژی مصرف‌شدهٔ دستگاهی با توان ۱۰۰۰ وات در مدت یک ساعت. تبدیل توان الکتریکی
در مهندسی برق و مهندسی قدرت به تبدیل انرژی الکتریکی از نوعی به نوع دیگر را تبدیل توان الکتریکی () گویند. این تبدیلات می‌توانند شامل تبدیل برق متناوب به برق مستقیم باشد یا فقط تغییر در سطح ولتاژ یا تغییر فرکانس. بهره آنتن
"شدت تابش‌" formula_7، توان تابش‌‌شده را در در هر جهت فضایی (formula_4 و formula_3) بیان می‌کند. بهرۀ توان در یک جهت مشخص، به صورت زیر محاسبه می‌شود: چگالی طیفی
موقعی که یک سیگنال مثلا از دیدگاه ولتاژ، تعریف شده‌است، هیچ توان یکتایی مرتبط با دامنه بیان شده وجود ندارد. در این حالت، «توان» به سادگی از دیدگاه مربع سیگنال حساب می‌شود، همان‌طور که این با توان واقعی تحویل شده توسط آن سیگنال به یک امپدانس معین متناسب است. از این رو می‌توان از واحدهای V Hz برای PSD استفاده کنیم و از V s Hz برای ESD (چگالی طیف انرژی energy spectral density) استفاده کنیم، اگرچه هیچ «توان» یا «انرژی» واقعی تعیین نشده‌است. بار الکتریکی (امپدانس)
بار الکتریکی () یک مؤلفه الکتریکی یا جزئی از یک مدار است که توان الکتریکی مصرف می‌کند. و در مقابل منبع توان قرار می‌گیرد، که توان تولید می‌کند. توان (ریاضی)
در سیستم [[مبنای ده]]، محاسبه توان‌های ده بسیار راحت است: برای مثال 10 برابر است با یک میلیون، که با قرار دادن ۶ صفر در جلوی یک به دست می‌آید. توان با نمای ده بیشتر در [[علم فیزیک]] برای نشان دادن اعداد بسیار بزرگ یا بسیار کوچک به صورت [[نماد علمی]] کاربرد دارد؛ نمونه را، ۲۹۹۷۹۲۴۵۸ ([[سرعت نور]] با یکای متر بر ثانیه) را می‌توان به صورت ۲٫۹۹۷۹۲۴۵۸ × 10 نوشت و به صورت تخمینی به شکل ۲٫۹۹۸ × 10. [[پیشوند سیستم متریک|پیشوندهای سیستم متریک]] هم برای نشان دادن اعداد بزرگ و کوچک استفاده می‌شوند و اصل این‌ها هم بر توان ۱۰ استوار است. نمونه را پیشوند کیلو یعنی 10 = ۱۰۰۰، پس یک [[کیلومتر]] برابر ۱۰۰۰ [[متر]] است. پست برق
پست الکتریکی ایستگاهی فرعی است که در مسیر تولید، انتقال یا توزیع انرژی الکتریکی، ولتاژ را به وسیله ترانسفورماتور به مقادیر بالاتر یا پایین‌تر تغییر می‌دهد. توان الکتریکی می‌تواند از میان شمار زیادی پست بین نیروگاه و مصرف‌کننده (توانگیر) بگذرد و ولتاژ آن در طول مسیر بارها تغییر کند. توان (فیزیک)
در نورشناسی، یا رادیومتری، واژه توان گاهی به معنی شار تابشی است (نسبت متوسط جابه‌جایی انرژی توسط امواج الکترومغناطیسی که یکای آن وات است) یا به توان دیوپتری یک عدسی یا آینه (مقیاسی از توانایی فوکوس کردن نور که یکای آن دیوپتر (m)است: P=1/f) اشاره دارد. توان الکتریکی
رابطه دیگری نیز می‌توانیم برای توان بدست آوریم: توان (فیزیک)
به‌طوری که: formula_13 توان لحظه‌ای است به وات. formula_14 اختلاف پتانسیل الکتریکی (یا تغییر ولتاژ) بین دو سر مؤلفه به ولت است. formula_15 جریان الکتریکی در آمپر است که از مؤلفه می گذرد. یکای انرژی
یک "یکای انرژی" که در فیزیک اتمی، فیزیک ذرات و فیزیک انرژی بالا استفاده می‌شود، الکترون‌ولت (eV) است. یک (eV) برابر است با:  در طیف‌بینی؛ که مطالعهٔ ویژگی‌های ماده با بررسی نور، و دیگر ذرات گسیل، جذب، یا پراکنده شده از آن است؛ از آنجا که انرژی به‌طور معکوس متناسب با طول موج است، از یکای cm = 0.000123986 eV و معادلهٔ formula_3. برای انرژی استفاده می‌شود. انتقال انرژی الکتریکی
به علت زیاد بودن میزان توان مورد بحث، ترانسفورماتورها کمابیش در ولتاژهای بالایی کار می⁯کنند (۱۱۰ کیلوولت یا بیشتر). انرژی الکتریکی معمولاً در فواصل دراز به وسیله خطوط هوایی انتقال می⁯ یابد. از خطوط زیر زمینی فقط در مناطق پرجمعیت شهری استفاده می⁯شود و این به دلیل هزینه بالای راه ⁯اندازی و نگه⁯داری و همچنین تولید توان راکتیو اضافی در این‌گونه خطوط است. توان الکتریکی
formula_8 انرژی
در فرمول فوق V اختلاف پتانسیل الکتریکی بر حسب ولت، I جریان الکتریکی بر حسب آمپر، t زمان بر حسب ساعت، R مقاومت الکتریکی بر حسب اهم، E انرژی الکتریکی بر حسب وات ساعت، P توان الکتریکی بر حسب وات است. توان متناوب
از آنجا که مقدار RMS برای هر شکل موج محاسبه می‌شود، توان ظاهری را می‌توان از این طریق محاسبه کرد. برای توان حقیقی در ابتدا به نظر می‌رسد که ما را مجبور به محاسبه حاصلضرب بارها و میانگین گرفتن از آن‌ها می‌کند. با این حال اگر ما در یکی از این ضرب‌ها شرایط را با جزئیات بیشتر نگاه کنیم، به یک نتیجه بسیار جالب می‌رسیم. مهندسی قدرت
مهندسی قدرت یکی از زیر شاخه‌های اصلی مهندسی برق است که با سیستم⁯های قدرت به ویژه تولید، انتقال، توزیع توان الکتریکی، تبدیل انرژی الکتریکی به شکل⁯های دیگر انرژی و تجهیزات الکترومکانیکی سروکار دارد. این رشته همچنین شامل راه‌اندازی و تعمیر و نگهداری سیستم⁯های حرارتی، برودتی و تجهیزات تولید توان الکتریکی مانند ژنراتورها، پست‌ها و دیگر تجهیزات الکتریکی مورد استفاده در صنایع یا ساختمان⁯های بزرگ نیز می‌شود. شناسایی دیگر منابع جدید انرژی الکتریکی نیز از زیر شاخه ⁯های این رشته‌ است. انرژی الکتریکی
انرژی الکتریکی معمولاً توسط کیلووات ساعت (۱ کیلووات ساعت = ۳/۶ مگاژول) به فروش می‌رسد که این محصول قدرت در کیلووات است که با زمان کار در ساعت ضرب می‌شود. ابزارهای برقی انرژی را با استفاده از کنتور برق اندازه‌گیری می‌کنند، که مجموع انرژی الکتریکی تحویل شده به مشتری را در خود نگه می‌دارد. الکتریسیته
الکتریسیته یا برق یا نیروی الکتریکی ، مجموعه‌ای از پدیده‌های طبیعی است که به حضور و جریان بار الکتریکی وابسته است. طبق توصیف معادلات ماکسول الکتریسیته با مغناطیس در ارتباط است و هر دو بخشی از پدیده الکترومغناطیس هستند. الکتریسیته آثار متنوع زیادی چون آذرخش، الکتریسیته ساکن، گرمایش الکتریکی و تخلیه بار الکتریکی و ... دارد. توان (فیزیک)
انتگرال توان روی مدت تعریف کار انجام شده‌است. چون این انتگرال به مسیر وارد کردن نیرو و گشتاور بستگی دارد، این محاسبه کار را «تابع مسیر» می‌خوانند. ولتاژ
قیاس با آب یک روش مفید برای درک بسیاری از مفاهیم برقی است. در چنین سیستمی، کارهایی که برای جابجایی آب انجام می‌شود برابر با فشار ضرب شده با حجم آب منتقل شده‌است. به‌طور مشابه، در یک مدار الکتریکی، کار انجام شده برای جابجایی الکترون‌ها یا سایر حامل‌های بار برابر است با «فشار الکتریکی» ضرب در مقدار بارهای الکتریکی منتقل شده. در رابطه با «جریان»، هرچه «اختلاف فشار» بین دو نقطه بزرگ‌تر باشد (اختلاف پتانسیل یا اختلاف فشار آب)، جریان بین آن‌ها بیشتر می‌شود (جریان الکتریکی یا جریان آب). (به توان الکتریکی مراجعه کنید). مهندسی قدرت
توزیع انرژی الکتریکی در واقع دریافت برق از شبکه انتقال و رساندن آن به مصرف‌کننده ه⁯است. تبدیل ولتاژ وارد شده به سیستم توزیع به ولتاژ مورد نیاز مصرف‌کننده⁯‌ها نیز در حوزه توزیع برق قرار می⁯گیرد. توان متناوب
توان در یک مدار الکتریکی میزان انرژی است که در زمان معینی از یک نقطه معین از مدار گذشته است. در مدارهای جریان متناوب انرژی در عناصری همچون سلف و خازن ذخیره می‌شود که ممکن است منجر به معکوس شدن‌های دوره‌ای جهتِ شارش انرژی شود. بخشی از توان که به‌طور متوسط در یک دورهٔ کامل از شکل موج AC، در نتیجه انتقال خالص انرژی در یک جهت (از منبع به بار) است، به عنوان توان حقیقی (Active) شناخته می‌شود. بخشی از توان که به دلیل انرژی ذخیره شده‌است و در هر سیکل به منبع برمی گردد، به عنوان توان رِاَکتیو (Reactive) شناخته می‌شود. سامانه قدرت
توان الکتریکی حاصلضرب دو کمیت است، جریان الکتریکی در پتانسیل الکتریکی. این دو کمیت ممکن نسبت به زمان (در توان ای‌سی) تغییر کنند یا در سطح مشخصی بمانند (جریان مستقیم). اسب بخار
پلاک‌های نام بر روی موتورهای الکتریکی، توان خروجی آنها را نشان می‌دهد، نه توان ورودی (یعنی قدرت تحویل داده شده در شفت، و نه توان مصرفی برای حرکت موتور). این توان خروجی به‌طور معمول با وات یا کیلووات بیان می‌شود. در ایالات متحده، توان خروجی بر حسب اسب بخار بیان می‌شود که برای این منظور هر اسب بخار دقیقاً 736 W تعریف می‌شود. انرژی پتانسیل الکتریکی
در نظر بگیرید که بار الکتریکی دومی به اندازهٔ formula_17 در مجاورت بار formula_2 قرار گیرد. پتانسیل الکتریکی formula_19 ناشی از بار formula_2 برابر است با: توان (ریاضی)
برای محاسبه جذر اعداد توان‌دار مثل formula_70 کافی است توان formula_71 را بر فرجه تقسیم کنیم. نیروهای بنیادی
برای اینکه بتوان بهتر تصور کرد که قدرت نیروی الکتریکی چقدر است از مثال زیر استفاده می‌کنیم: در یک گالن آب (حدود ۴ لیتر)، تقریباً ۴۰۰۰ گرم آب وجود دارد، در این مقدار آب، مجموع بار الکتریکی الکترون‌های موجود به قرار زیر است: ابزار اندازه‌گیری
Considerations related to بار الکتریکی dominate الکتریسیته و الکترونیک. Electrical charges interact via a میدان الکترومغناطیسی. That field is called میدان الکتریکی if the charge doesn't move. If the charge moves, thus realizing an electric current, especially in an electrically neutral conductor, that field is called میدان مغناطیسی. Electricity can be given a quality — a پتانسیل الکتریکی. And electricity has a substance-like property, the electric charge. Energy (or power) in elementary electrodynamics is calculated by multiplying the potential by the amount of charge (or current) found at that potential: potential times charge (or current). (See الکترومغناطیس کلاسیک and its Covariant formulation of classical electromagnetism)دما-related considerations dominate thermodynamics. There are two distinct thermal properties: A thermal potential — the temperature. For example: A glowing coal has a different thermal quality than a non-glowing one. توان الکتریکی
همچنین اگر در فرمول بالا به جای formula_5 با توجه به قانون اهم، مقدار formula_6 را بگذاریم، فرمول دوم توان نیز بدست می‌آید: توان (فیزیک)
اگر مؤلفه یک مقاومت (قطعه الکتریکی) باشد که نسبت ولتاژ به شدت جریان آن زمان-ناوردا است، آنگاه داریم: انرژی
چنانچه جریان الکتریکی از یک مقاومت عبور کند، انرژی الکتریکی به گرما تبدیل می‌شود. اگر جریان از یک وسیله برقی عبور کند، مقداری از انرژی الکتریکی به انواع دیگر انرژی تبدیل می‌گردد (و مقداری از آن همواره با تبدیل شدن به گرما هدر می‌رود). مقدار انرژی یک حریان الکتریکی به روش‌های مختلف قابل بیان است تقویت‌کننده الکترونیکی
میزان تقویت‌کنندگی یک تقویت‌کننده را با بهره آن می‌سنجند. بهره، نسبت ولتاژ، جریان یا توان خروجی، به ورودی‌ست. تقویت‌کننده، مداری است که بهره آن بزرگتر از یک باشد. مهندسی قدرت
در بسیاری از کشورهای جهان، دولت شبکه‌های الکتریکی را به منظور انتقال انرژی تولیدی مولدها به مصرف‌کننده‌های الکتریکی راه‌اندازی می‌کند. این شبکه در اصطلاح شبکه قدرت نامیده می⁯شود. به وسیله این شبکه مصرف‌کننده‌های الکتریکی می⁯توانند بدون متحمل شدن سختی‌ها و هزینه‌های مربوط به تولید برق به صورت جداگانه، برق را از شبکه خریداری نمایند. در این میان یکی از وظایف مهندسین برق قدرت، طراحی و نگهداری شبکه⁯‌های الکتریکی و مصرف‌کننده‌های متصل شده به شبکه‌ است. تجهیزات متصل شده به شبکه الکتریکی نامیده می⁯شوند. این تجهیزات می⁯توانند به شبکه، توان الکتریکی تزریق کرده یا برعکس از آن توان دریافت کنند یا حتی، هر دو کار را با هم انجام دهند. چگالی طیفی
به عنوان یک مثال فیزیکی از اینکه چگونه می‌توان چگالی طیف انرژی یک سیگنال را اندازه‌گرفت، فرض کنید که formula_19 نمایش دهنده پتانسیل (در ولت) از یک پالس الکتریکی باشد که در طول یک خط انتقال انتشار با امپدانس Z منتشر شده‌است، و فرض کنید که این خط توسط یک مقاومت متناظر خاتمه می‌یابد (از این رو همه انرژی پالس به مقاومت تحویل داده می‌شود، و هیچ انرژی بازگشت نمی‌کند). از طریق قانون اهم، توان تحویل شده به مقاومت در زمان formula_20 برابر formula_21 است، از این رو انرژی کلی از طریق انتگرال‌گیری formula_21 نسبت به زمان روی مدت پالس به دست می‌آید. برای یافتن مقدار چگالی طیفی انرژی formula_17 در فرکانس formula_13، می‌توان بین خط انتقال و مقاومت یک فیلتر میان‌گذر قرار داد، که فقط محدوده باریکی از فرکانس‌ها (به آن بگوییم formula_25) نزدیک فرکانس مورد علاقه را از خود عبور می‌دهد، و سپس کل انرژی formula_26 را که از میان مقاومت از بین می‌رود را باید اندازه‌گیری کنیم. مقدار چگالی طیف انرژی در formula_13 آنوقت به مقدار formula_28 تخمین زده می‌شود. در این مثال، به این دلیل که توان formula_21 دارای واحد V Ω است، انرژی formula_26 واحد V s Ω = J دارد، و از این رو تخمین formula_31 از چگالی طیف انرژی واحد J Hz را دارد که نیاز داشتیم. در بیشتر حالات، می‌توان گام تقسیم بر formula_32 را فراموش کرد و از این رو چگالی طیف انرژی در عوض واحد V Hz را خواهد داشت. توان الکتریکی
حال اگر مقدار انرژی را از فرمولش در رابطه توان جایگذاری کنیم، روابط مربوط به توان به صورت زیر بدست می‌آید: امپدانس الکتریکی
امپدانس یک عدد مختلط است، و واحد آن مشابه مقاومت است، یعنی واحد SI آن اهم (Ω) است. نماد آن معمولاً Z است، و می‌تواند با نوشتن اندازه و فاز آن در حالت قطبی به صورت |Z|∠θ نمایش یابد. با این حال، نمایش عدد مختلط کارتزین معمولاً برای اهداف آنالیز مدار قدرت بیشتری دارد. توان (فیزیک)
اگر انرژی تبدیل شده باشد، نماد E بیشتر از نماد W بکار می‌رود. توابع مثلثاتی
نیروگاه‌ها اغلب توان را در به صورت سه‌فاز (سه ولتاژ سینوسی با اختلاف زاویهٔ ۱۲۰°) تولید می‌کنند. شکل موج‌های ولتاژ و جریان به منظور سادگی اغلب ایدئال و به صورت formula_40 و formula_41 فرض می‌شوند و به تبع آن روابط مختلف، مثل توان لحظه‌ای، توان اکتیو، توان راکتیو، و… یا مفاهیمی مانند پیش‌فازی، پس‌فازی، زاویهٔ توان و ضریب قدرت و … با تحلیل توابع مثلثاتی محاسبه و تعریف می‌شوند. برق ارائه‌شده به مشترکان خانگی با شکل موج سینوسی و عموماً در فرکانس‌های ۵۰ یا ۶۰ هرتز ارائه می‌شود. الکتریسیته
مفهوم پتانسیل الکتریکی با میدان الکتریکی ارتباط نزدیکی دارد. به بار کوچکی که در یک میدان الکتریکی قرار می‌گیرد، نیرو وارد می‌شود، و برای حرکت دادن این بار بر خلاف نیرویی که بدان وارد می‌شود، به کار نیازمندیم. پتانسیل الکتریکی در هر نقطه میزان انرژی لازم برای آوردن بار آزمون از فاصله بی‌نهایت دور به آن نقطه است. واحد آن اغلب ولت است، و یک ولت، پتانسیلی است که با استفاده از یک ژول کار می‌توان یک بار یک کولنی را از فاصله بی‌نهایت دور، به یک نقطه آورد. توصیح پتانسیل اگرچه رسمی است، کاربرد چندان ندارد و مفهوم کاربردی‌تر، اختلاف پتانسیل الکتریکی است که به انرژی لازم برای به حرکت درآوردن بار آزمون بین دو نقطه مشخص گفته می‌شود. میدان الکتریکی پایستار است؛ یه این معنا که به مسیری که بار می‌پیماید وابسته نیست، چون تمام مسیرهای بین دو نقطه به انرژی یکسانی نیاز دارند و بنابرین یک مقدار منحصر به فرد برای اختلاف پتانسیل مورد نیاز است. یکای ولت به عنوان واحد اندازه‌گیری و توصیف اختلاف پتانسیل الکتریکی یا ولتاژ شناخته می‌شود. اصلاح ضریب توان
توان راکتیو موجب افزایش یافتن جریان جاری بین منبع و بار می‌شود و به این ترتیب تلفات توان در طول خطوط انتقال و توزیع افزایش خواهد یافت و در نتیجه قیمت تمام شده انرژی الکتریکی تحویلی افزایش خواهد یافت. به همین دلیل شرکت‌های تولیدکننده برق از مصرف‌کننده‌های خود به ویژه مصرف‌کننده‌های بزرگ می‌خواهند تا با نگه داشتن ضریب توان در محدوده استاندارد (در حدود ۰٫۹) از اتلاف انرژی جلوگیری کنند و در غیر این صورت جریمه خواهند شد. به این ترتیب مصرف‌کننده‌ها با نصب واحدهای اصلاح‌کننده ضریب توان در واحدهای مسکونی، تجاری و به ویژه صنعتی از پرداخت جریمه‌های اضافه جلوگیری می‌کنند. توان (ریاضی)
با گسترش تعریف توان، می‌توان هر عدد حقیقی یا مختلط را به عنوان نما استفاده کرد. همچنین توان‌های صحیح را می‌توان به ساختارهای دیگر جبری (برای مثال ماتریس‌ها) اعمال کرد. توان (ریاضی)
[[پرونده:Root graphs.png|راست|بندانگشتی|300px|از بالا به پائین: "x", "x", "x", "x", "x", "x", "x".]] در یک توان، با معکوس کردن نما ریشه آن بدست می‌آید. اگر formula_42 [[عدد حقیقی]] مثبت و "n" عددی صحیح مثبتی باشد، داریم: الکتریسیته
زمانی که بار در مکانی با میدان مغناطیسی غیر صفر قرار می‌گیرد، نیرویی بر آن اثر خواهد گذاشت. اندازهٔ این نیرو با قانون کولن اندازه‌گیری می‌شود. اگر بار به حرکت در بیاید میدان مغناطیسی بر روی بار کار انجام می‌دهد. در این حالت می‌توان گفت پتانسیل الکتریکی در نقطه‌ای مشخص در فضا وجود دارد که با کاری که توسط عامل خارجی انجام داده شده تا یک واحد بار را از نقطه اول به نقطه ثانویه حمل کند برابر است و با ولت اندازه‌گیری می‌شود. ضریب توان
به‌طور کلی در یک مدار AC می‌توان مصرف‌کننده‌ها را از نظر نوع مصرف انرژی الکتریکی به دو دسته تقسیم کرد: کیفیت توان
کیفیت توان تناسب توان الکتریکی تحویلی به تجهیز مصرف‌کننده را مشخص می‌کند. سنکرون کردن (همزمانی) فرکانس و فاز ولتاژ به شبکهء برق اجازه می‌دهد تا بدون افت کیفیت قابل توجه عملکرد مطلوب را داشته باشد. بدون توان الکتریکی مناسب یک تجهیز الکتریکی ممکن است درست کار نکند یا خرابی نا به هنگام داشته باشد یا کلاً از کار بیفتد. دلایل و راه‌های زیادی برای افت کیفیت توان برق وجود دارد. ضریب توان
ضریب توان در یک مدار تک فاز (یا یک مدار سه فاز متعادل) را می‌توان از روش "وات‌متر- آمپرمتر- ولت‌متر" اندازگیری کرد. به این ترتیب که توان به دست آمده به صورت وات (توان واقعی) را بر حاصل ضرب ولتاژ و جریان (توان ظاهری) تقسیم می‌کنیم. نسبت به دست آمده در واقع میزان ضریب توان بار است. البته ضریب توان در یک مدار سه فاز نامتعادل را نمی‌توان به این روش اندازه‌گیری کرد. بازدهی الکتریکی
بازدهی یک سیستم در مهندسی الکترونیک و برق به عنوان توان خروجی مفید تقسیم بر کل توان الکتریکی مصرفی (یک عبارت کسری) تعریف می‌شود، که به‌طور معمول با حروف کوچک یونانی اِتا (η - ήτα) نشان داده می‌شود. مقاومت (قطعه الکتریکی)
کارکرد الکتریکی یک قطعهٔ مقاومت‌کننده با مقدار مقاومتی مشخص می‌شود که در یک مدار ایجاد می‌کند. مقاومت‌های عادی و تجاری با بیش از نه مرتبه بزرگی ساخته می‌شود. (مقاومت‌های بسیار پائین نزدیک صفر و بسیار بالا نزدیک به بی‌نهایت مصرف تجاری ندارند.) در یک طراحی الکترونیکی، مقدار اسمی یک مقاومت مقداری است که با توجه به تلرانس ساخت و تولید مقاومت‌ها در نظر گرفته شده ‌است که مطابق با کاربرد ویژه و دقت مورد نیاز آن انتخاب می‌شود. ضریب دمایی میزان مقاومت هم ممکن است در برخی از برنامه‌های کاربردی دقیق در نظر گرفته شود. مقاومت‌های کاربردی هم‌چنین از نظر ماکزیمم توان آن مشخص می‌شود تا از مصرف بیشتر از توان پیش‌بینی‌شده مقاومت و گرم شدن و اتلاف انرژی و نهایتاً از کار افتادن (سوختن) آن، جلوگیری کند. این نگرانی عمده‌ای در طراحی و برنامه‌های کاربردی الکترونیک است. مقاومت‌های با میزان توان بالا از لحاظ فیزیکی بزرگ‌تر هستند و ممکن است به گرماخور نیاز پیدا کنند. در مدارهای با ولتاژ بالا، لازم است که دقت و بررّسی بیش‌تری به حدّاکثر ولتاژی در نظر گرفته شود که می‌توان مقاوت را در آن به کار گرفت. سامانه قدرت
سامانه قدرت، شبکه‌ای از اجزای الکتریکی است که برای تأمین، انتقال و استفاده از توان الکتریکی بکار می‌رود. نمونه‌ای از سامانه‌های قدرت، شبکه‌ای است که برای تأمین نیروی الکتریکی خانه‌ها و صنایع به کار گرفته می‌شود. سامانهٔ قدرت در مناطق بزرگ با نام شبکه شناخته می‌شود که به‌طور کلی می‌توان آن را به سه بخش تقسیم کرد: تولید انرژی الکتریکی که توان را تأمین می‌کند، انتقال انرژی الکتریکی که توان را از مراکز تولید به مراکز بار انتقال می‌دهد، و توزیع انرژی الکتریکی که خانه‌ها و صنایع اطرافش را تغذیه می‌کند. سامانه‌های قدرت کوچکتری هم در صنایع، بیمارستان‌ها، ساختمان‌های تجاری و خانه‌ها وجود دارند. غالب این سامانه‌های قدرت بر توان متناوب سه فاز متکی هستند. سامانه‌های قدرت بخصوصی که بر توان سه فاز متکی نیستند را می‌توان در هواپیماها، سامانه‌های ریلی الکتریکی، اقیانوس‌پیماها و خودروها مشاهده نمود. بهره توان
بهره توان () در شبکه برق نرخی است که به حاصل تقسیم توان خروجی به توان ورودی می‌گویند. سوخت کربن‌خنثی
قدرت باد در شب مقرون به صرفه‌ترین شکل از قدرت الکتریکی که برای سنتز سوخت، در نظر گرفته شده‌است. به این دلیل که منحنی بار برای برق به شدت در طول گرم‌ترین ساعت روز اوج می‌گیرد، اما احتمال وزش ملایم باد در شب نسبت به ساعات روز بیشتر است؛ بنابراین، قیمت نیروی باد در شب اغلب بسیار کم هزینه تر از هر جایگزین دیگریست. قیمت خارج از اوج قدرت باد در مناطق نفوذ باد بالا در ایالات متحده به‌طور متوسط ۱٫۶۴ سنت در هر کیلووات ساعت در سال ۲۰۰۹، بوده‌است. اما تنها ۰٫۷۱ سنت / کیلووات ساعت در طول حداقل هزینه شش ساعت از روز. به‌طور معمول، هزینه‌های برق عمده فروشی ۲ تا ۵ سنت / کیلووات ساعت در طول روز. شرکت‌های سنتز سوخت تجاری نشان می‌دهد آن‌ها می‌توانند بنزین کمتر از سوخت‌های نفتی تولید کنند زمانی که هزینه نفت بیش از ۵۵ دلار در هر بشکه برسد. نیروی دریایی ایالات متحده تخمین می‌زند که ۱۰۰ مگاوات برق می‌توانید ۴۱٬۰۰۰ گالن سوخت جت در هر روز تولید کندو تولید دریایی از انرژی هسته‌ای هزینه حدود ۶ دلار در هر گالن است. در حالی که این دو برابر هزینه سوخت نفتی در سال ۲۰۱۰، آن بود. انتظار می‌رود که بسیار کمتر از قیمت بازار در کمتر از پنج سال باشد اگر روند اخیر ادامه داشته باشد. علاوه بر این، از آنجا که تحویل سوخت به گروه نبرد حامل حدود ۸ دلار در هر گالن هزینه دارد، تولید دریایی در حال حاضر بسیار کمتر هزینه تراست. انتقال انرژی الکتریکی
در نیروگاه‌ها توان الکتریکی با ولتاژ نسبتاً کمی (در نهایت ۳۰ کیلوولت) تولید می‌شود و سپس به وسیله ترانسفورماتورهای پست قدرت با توجه به طول مسیر و دیگر ملاحظات شبکه تا ولتاژی بین ۱۱۵ تا ۷۶۵ کیلوولت (در ایران این ولتاژ معمولاً ۴۰۰ کیلو ولت است) افزایش می‌یابد تا امکان انتقال آن در طول مسیرهای طولانی فراهم شود. انرژی پتانسیل الکتریکی
انرژی پتانسیل الکتریکی ایجاد شده از دو بار نقطه‌ای برابر است با انرژی پتانسیل یک بار در پتانسیل الکتریکی ایجادشده توسط دیگری. به عبارت دیگر اگر بار formula_2 پتانسیل الکتریکی formula_3 که خود تابعی از بردار مکان formula_4 است را ایجاد کند، خواهیم داشت: formula_5 هم‌چنین به بیان مشابه خواهیم داشت: formula_6 در نتیجه در حالت کلی اگر formula_7 بار الکتریکی داشته باشیم و فرض کنیم بار formula_8 دارای مکان formula_9 است، انرژی پتانسیل الکتریکی برابر خواهد بود با: IEEE ۷۵۴
مقدار توان به صورت مستقیم نمایش داده نمی‌شود، بلکه با یک مقدار مشخص(bias) جمع می‌شود و سپس نمایش داده می‌شود. اگر تمامی بیت‌های نمایش توان 0 یا 1 باشند به این معنی است که در حال نمایش یک عدد غیرطبیعی هستیم. الکتریسیته
پتانسیل الکتریکی یک کمیت اسکالر است. به‌همین‌دلیل، تنها اندازه دارد و جهت ندارد. پتانسیل الکتریکی، مشابه بلندی است: همان‌طور که یک جسمِ رهاشده به‌دلیل اختلاف ارتفاع، به‌وسیلهٴ میدان جاذبه به سمت پایین سقوط می‌کند، بار الکتریکی نیز به‌دلیل اختلاف پتانسیل ناشی از میدان مغناطیسی سقوط می‌کند. همان‌طور که در نقشه‌های موجود، خطوط کانتوری نقاط هم ارتفاع را نشان می‌دهند، می‌توان مجموعه خطوطی که نقاط هم‌پتانسیل را نشان می‌دهند (با نام خطوط هم‌پتانسیل شناخته می‌شود)، پیرامون یک جسم دارای بار الکترومغناطیسی رسم کرد. خطوط هم‌پتانسیل با تمام خطوط نیرو زاویهٴ قائمه می‌سازند. همچنین آن‌ها با سطح رسانای الکتریکی موازی‌اند، در غیر این صورت، نیرویی تولید می‌شود که حاملان بار را به سطح پتانسیل می‌برد. انرژی پتانسیل الکتریکی
با استفاده از قضیهٔ دیورژانس و این فرض که در بینهایت formula_36 است: الکتریسیته
الکتریسیته، اغلب به‌وسیلهٴ مولدهای الکتریکی تولید می‌شود که با بخار حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی، گرمای آزاد شده از رآکتورهای هسته‌ای یا سایر منابع انرژی مانند انرژی جنبشی حاصله از باد و جریان آب به حرکت در می‌آیند. توربین بخار مدرن که در سال ۱۸۸۴ توسط چارلز آلگرنون پارسونز اختراع شد، امروزه با استفاده از منابع متنوع گرما، حدود ۸۰ درصد توان الکتریکی جهان را تولید می‌کند. این مولدها هیچ شباهتی به مولد تک‌قطبی فارادی که در سال ۱۸۳۱ اختراع شد، ندارند، اما از قانون الکترومغناطیسی او پیروی می‌کنند که می‌گوید رسانایی که به میدان مغناطیسی متغیری متصل است بین دوسرش، اختلاف پتانسیل تولید می‌شود. اختراع ترانسفورماتور در اواخر قرن نوزدهم، بشر را قادر کرد تا نیروی الکتریکی را با ولتاژی بالاتر ولی جریانی کمتر انتقال دهد. انتقال بهینه انرژی الکتریکی بدین معنا بود که می‌توان الکتریسیته را در یک نیروگاه مرکزی تولید کرد و از صرفه‌جویی در مقیاس سود بُرد، آن‌گاه آن را برای استفاده به فاصله‌های دور فرستاد. از آنجا که انرژی الکتریکی را نمی‌توان به اندازه‌ای ذخیره کرد که قادر به پاسخ‌گویی تقاضا در سطح ملی باشد، باید در هر زمان، به اندازه‌ای که لازم است، تولید شود. پس صنعت برق باید پیش‌بینی دقیقی از بارگذاری الکتریکی داشته باشد و ارتباط پایداری با نیروگاه‌های خود برقرار کند. باید همواره مقدار معینی از برق، ذخیره شود تا برای مواقع اضطراری و بروز اختلالات، تکیه‌گاهی محکم وجود داشته باشد. باد
منظور از توان بادی تبدیل انرژی باد به نوع سودمندی از انرژی مانند انرژی الکتریکی است که این کار به وسیله توربین‌های بادی صورت می‌گیرد. در آسیاب‌های بادی از انرژی باد مستقیماً برای خرد کردن دانه‌ها یا پمپ کردن آب استفاده می‌شود. در انتهای سال ۲۰۰۶ میزان ظرفیت تولیدی برق بادی در سراسر جهان برابر ۷۳٫۹ گیگاوات بود. گرچه این میزان چیزی در حدود یک درصد از کل انرژی الکتریکی تولیدی در جهان به‌شمار می‌آمد، در طول بازهٔ زمانی میان سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۶ تقریباً چهار برابر شده‌است. در این میان، کشورهای دانمارک با ۲۰ درصد، اسپانیا با ۹ درصد و آلمان با ۷ درصد از نظر درصد تولید برق بادی از کل تولید انرژی الکتریکی در جایگاه‌های نخست قرار دارند.برای اندازه‌گیری جهت و سرعت باد از چند نوع جهت‌نما و سرعت‌سنج یا انمومتر استفاده می‌کنند که از جملهٔ آن‌ها سرعت سنج رابینسون است؛ این دستگاه از چهار نیمکرهٔ توخالی که روی یک بازو نصب شده تشکیل شده‌است. دَوَران دستگاه در اثر وزش باد به وسیله تعدادی چرخ‌دنده به صفحهٔ نشان‌دهندهٔ سرعت منتقل می‌شود. توان (فیزیک)
formula_10 مقاومت (قطعه الکتریکی)
توان P تلف‌شده توسط یک مقاومت بدین صورت محاسبه می‌شود: توان (ریاضی)
این مقدار اصلی formula_63 اما می‌توانیم برای هر [[عدد صحیح]] "n" آن را به صورت formula_64 بنویسیم، که نتیجه به صورت زیر است: توان متناوب
ضریب توان هنگامی که ولتاژ و جریان هم فازند، یک است و هنگامی که جریان ۹۰ درجه نسبت به ولتاژ پس فاز یا پیش فاز است صفر است. ضریب توان معمولاً با عنوان پیش فاز یا پس فاز برای نمایش زاویه فاز جریان نسبت به ولتاژ نشان داده می‌شود. تلفات فنی توان در سیستم‌های الکتریکی
نظر به اینکه انرژی الکتریکی در شبکه فرستمان( انتقال) از نوع امواج الکترومغناطیس می‌باشد و با پرداختن به سطح بالای ولتاژ و گردش در آنها، علی‌رغم بسامد پایین دستگاه توان، همواره اندازه‌ای انرژی در ساختارها و پایه‌های فلزی کنار هادی از راه میدان‌های نیرومند الکترومغناطیس واداشته شده (induced) و تلفات می‌گردد. البته بیشتر زمان‌ها به دلیل ناچیز بودن این درصد تلفات و دشواری‌های محاسباتی آن، از این گونه تلفات چشم پوشی می‌شود. الکترونیک قدرت
الکترونیک قدرت، بهره‌گیری از الکترونیک حالت جامد (نیمه‌رساناها) برای کنترل و تبدیل توان الکتریکی است. به عبارت دیگر، الکترونیک قدرت به بررسی استفاده از نیم‌رساناها در مهندسی قدرت می‌پردازد. محدوده جریان‌ها و ولتاژها در الکترونیک قدرت می‌تواند تا هزاران ولت و یا هزاران آمپر باشد.الکترونیک قدرت باعث صرفه جویی بسیار خوبی در انرژی(saving energy) میشود. الکتریسیته
در این رابطه تولید انرژی الکتریکی اغلب به وسیله مولد الکتریکی صورت می‌گیرد، اما این اتفاق می‌تواند به وسیله باتریهای شیمیایی یا سایر انواع متنوع منابع انرژی نیز اتفاق افتد. توان الکتریکی لازم برای کسب و کار و استفاده خانگی به وسیله صنعت نیرو تولید می‌شود. واحد فروش برق کیلووات ساعت (۳٫۶مگاژول) است که حاصل ضرب نیرو با واحد کیلووات در زمان با واحد ساعت است. شرکت‌های برق، میزان الکتریسته مصرفی را به وسیله کنتور اندازه‌گیری می‌کنند، که انرژی الکتریکی مصرفی مشتریان را نمایش می‌دهد. توان (فیزیک)
formula_1 توان (ریاضی)
توان‌های صحیح [[اعداد مرکب]] به صورت بازگستی تعریف می‌شود: توان (فیزیک)
توان در سامانه‌های مکانیکی، آمیزشی از نیروها و حرکت است. به‌طور خاص، توان حاصل‌ضرب نیروی وارد بر جسم در سرعت آن یا حاصل‌ضرب گشتاور اعمال شده بر یک محور و سرعت زاویه‌ای آن است. توان مکانیکی نیز به صورت مشتق زمان کار تعریف می‌شود. در مکانیک، کار مکانیکی انجام داده شده توسط یک نیروی F بر روی جسمی که خم С را طی می‌کند را می‌توان با انتگرال خطی زیر پیدا کرد: مدل توماس-فرمی
این نتیجه نشان می‌دهد که در مدل توماس-فرمی مجموع انرژی جنبشی الکترون‌ها می‌تواند تنها بر حسب چگالی الکترونی تابع فضا formula_18 بیان شود. از این رو آنها توانستند انرژی یک اتم را با استفاده از این عبارت برای انرژی جنبشی و معادلات کلاسیک برهمکنش الکترون-الکترون و الکترون-هسته (که این هر دو نیز می‌توانند بر حسب چگالی الکترونی محاسبه شوند) محاسبه کنند. انرژی پتانسیل الکترون‌های یک اتم به دلیل جاذبهٔ هستهٔ اتم با بار مثبت چنین است: بهره (الکترونیک)
بهره (الکترونیک) در الکترونیک، افزایش اندازهٔ تواناییِ یک مدارِ دوقطبی (اغلب یک تقویت کننده) برای افزایشِ قدرت یا دامنهٔ یک سیگنال ورودی به پورت خروجی است که با افزودنِ انرژی برگرفته از منبعِ تغذیه به سیگنال تبدیل شده‌است. بهره معمولاً به عنوانِ نسبتِ متوسطِ دامنهٔ سیگنال یا قدرت در پورتِ خروجی با دامنه یا قدرت در پورتِ ورودی تعریف شده‌است. این نسبت اغلب با استفاده از دسی‌بل لگاریتمی (دسی بل) واحد (افزایش دسی بل) بیان می‌شود. به دست آوردنِ بهرهٔ بیشتر از یک؛ (صفر دسی بل)، که نشان‌گرِ تقویتِ صورت‌گرفته است، تعریف و نشان‌دهندهٔ یک جزء یا مدار فعال در سیستم است، در حالی که در یک مدارِ منفعل بهره همیشه کمتر از یک است. توان (فیزیک)
در فیزیک، توان میزان جابه‌جایی، دگرگونی یا استفادهٔ انرژی در یکای زمان است. یکای این کمیت ژول بر ثانیه (J/s) یا همان وات است (به احترام جیمز وات، مخترع ماشین بخار). برای نمونه، برای یک لامپ، نرخ تبدیل انرژی الکتریکی به گرما و نور در وات شمرده می‌شود. هر چه لامپ پر توان تر باشد، انرژی الکتریکی بیشتری در یکای زمان تبدیل می‌شود. تبدیل انرژی را می‌توان برای انجام کار (فیزیک) استفاده کرد. پس توان همچنین نرخ انجام کار در یکای زمان است. الکتریسیته
نقش الکتریسیتهٴ ساکن در طراحی آیتم‌های وسایل ولتاژ بالا، پررنگ است. برای شدت میدان الکتریکی که یک جسم متوسط می‌تواند تحمل کند، محدودیتی وجود دارد. فراتر از این نکته، شکست الکتریکی رخ می‌دهد و قوس الکتریکی سبب ایجاد صاعقه بین دو قسمت باردار می‌شود. برای مثال، هوا تمایل دارد با عبور دادن قوس الکتریکی و ایجاد شکاف، شدت میدان الکتریکی را به بیش از ۳۰ کیلوولت بر سانتی‌متر برساند. در شکاف‌های بزرگتر، شدت شکست ضعیفتر است و شاید یک کیلوولت در هر سانتیمتر باشد. مهم‌ترین رویداد قابل مشاهدهٴ آن، آذرخش است، که زمانی اتفاق می‌افتد که با افزایش ستون‌های هوا، بارها در ابرها جدا شوند و میدان الکتریکی هوا را افزایش دهند تا از حد تحمل، تجاوز کند. ولتاژ آذرخش‌های بزرگ می‌تواند به بزرگی ۱۰۰ مگاولت باشد و انرژی به بزرگی ۲۵۰کیلووات ساعت را تخلیه کند. توان الکتریکی
formula_4 انتقال توان
وات= ژول ÷ ثانیه = نیوتون × متر ÷ ثانیه کیفیت توان
صنعت برق شامل تولید برق انتقال آن و در نهایت توزیع آن تا مصرف‌کنندهٔ نهایی است. برق از سیم‌ها عبور می‌کند تا بار نهایی را تغذیه کند.انتقال توان الکتریکی از تولید تا مصرف به پارامترهای مختلفی مانند: آب و هوا، تولید، تقاضا و … بستگی دارد که فرصت‌های زیادی برای افت کیفیت توان فراهم می‌آورد. توان (ریاضی)
ساده‌ترین نوع توان، با نماهای [[صحیح]] [[مثبت]] است. نما بیانگر این است که پایه چند بار باید در خود ضرب شود. برای مثال سه به توان پنج = ۳ × ۳ × ۳ × ۳ × ۳ = ۲۴۳. در اینجا ۳ پایه و ۵ نما است، و ۲۴۳ برابر است با ۳ به توان ۵. عدد ۳، پنج بار در خودش ضرب می‌شود چون نما برابر ۵ است. وات
ظرفیت تولید برق مولدهای الکتریکی معمولاً برحسب مگاوات بیان می‌شود. همچنین لوکوموتیوهای برقی امروزی، توان حداکثر در حدود ۵ یا ۶ مگاوات دارند.