从欧姆定律到三相电功率，从电阻色环到电容电感换算，一站式解决电工、电子爱好者及工程师的计算难题。
P：功率，单位瓦特(W)
U：电压，单位伏特(V)
I：电流，单位安培(A)
适用场景：电池供电、直流电机、LED驱动等。
R：电阻，单位欧姆(Ω)
结合欧姆定律 U=IR 推导得出。
适用场景：电热器、白炽灯、电阻负载。
cosφ：功率因数
交流电路中电压与电流相位差的余弦值。
适用场景：家用电器、工业电机。
√3 ≈ 1.732
U为线电压(380V)，I为线电流。
适用场景：工厂设备、大功率空调、电动机。
直流电（Direct Current）是指电荷流动方向恒定的电流。在直流电路中，电压电流功率计算公式最为简单，即 P=UI。直流电广泛应用于电池、太阳能板输出、电子设备内部电路等。
在直流电路中，电感相当于短路（导线），电容相当于开路（断路）。因此计算稳态直流功率时，只需考虑电阻负载。
交流电（Alternating Current）是指电流方向和大小随时间作周期性变化。家用220V、工业380V均为交流电。由于存在相位差，必须引入功率因数(cosφ)。
在交流电路中，电阻(R)、电感(L)和电容(C)共同构成阻抗。阻抗不仅包含电阻分量，还包含电抗分量(X)。
公式：Z = √(R² + (XL - XC)²)
其中 XL = 2πfL (感抗)，XC = 1/(2πfC) (容抗)。
理解阻抗对于设计滤波器、匹配电路至关重要。频率 f 越高，感抗越大，容抗越小。
四色环电阻：第一、二环为有效数字，第三环为倍率，第四环为误差。
| 颜色 | 数字 | 倍率 | 误差 |
|---|---|---|---|
| 黑 | 0 | 10⁰ | - |
| 棕 | 1 | 10¹ | ±1% |
| 红 | 2 | 10² | ±2% |
| 橙 | 3 | 10³ | - |
| 黄 | 4 | 10⁴ | - |
| 绿 | 5 | 10⁵ | ±0.5% |
| 蓝 | 6 | 10⁶ | ±0.25% |
| 紫 | 7 | 10⁷ | ±0.1% |
| 灰 | 8 | 10⁸ | - |
| 白 | 9 | 10⁹ | - |
| 金 | - | 10⁻¹ | ±5% |
| 银 | - | 10⁻² | ±10% |
例：棕黑红金 = 10 × 10² = 1000Ω = 1kΩ ±5%
电容基本单位是法拉(F)，但常用单位较小。
记忆口诀：法拉太大用微法，微法再小用皮法。
串联： 总电容减小，类似电阻并联。
并联： 总电容增大，类似电阻串联。
了解电压电流功率计算公式后，我们可以通过以下案例快速估算家庭用电负荷。
1.5匹空调制冷功率约为1100W-1300W。假设功率因数 cosφ=0.85。
电流 I = P / (U × cosφ) = 1300 / (220 × 0.85) ≈ 6.95A。
结论： 建议选用10A或16A插座，电线截面积至少1.5mm²，推荐2.5mm²铜线。
假设家中同时使用：空调2000W + 热水器1500W + 冰箱100W + 灯光300W + 电视200W。
总功率 P_total = 4100W。
总电流 I = 4100 / 220 ≈ 18.6A。
结论： 考虑到启动电流和安全余量，总空气开关建议选择32A或40A。
12V LED灯带，每米30灯，功率约7.2W/m。若使用5米灯带。
总功率 P = 7.2 × 5 = 36W。
电流 I = P / U = 36 / 12 = 3A。
结论： 电源适配器额定电流应大于3A，建议选用5A电源以延长寿命。
因为交流电路中，电感和电容等储能元件会导致电压和电流波形不同步，即存在相位差φ。只有同相位的电压和电流分量才做有功功。cosφ即为功率因数，反映了电能的有效利用率。功率因数越低，无功功率越大，线路损耗越高。
380V是线电压，220V是相电压。三相电功率公式 P = √3 × U线 × I线 × cosφ。在相同电流下，三相电传输功率是单相电的√3倍（约1.732倍），且更平稳高效，适合大功率设备。
电阻额定功率是指电阻长期安全工作所能承受的最大功率。如果实际功率超过额定值，电阻会过热甚至烧毁。常见功率有1/8W, 1/4W, 1W, 5W等。设计电路时，电阻实际功率应留有2倍以上余量。
经验法则：2.5mm²及以下铜线每平方毫米约8A；4mm²及以上按5A估算。例如2.5mm²铜线载流量约20A，可带动约4400W电器（220V）。具体需参考国标导线载流量表，并考虑敷设方式和环境温度。