הגדרת חשמל
ההספק הנלמד בעבודה ואנרגיה נקבעים כעבודה שנעשית במהלך פרק זמן מסוים. עבודה היא תהליך של שינוי אנרגיה, כך שניתן להבין הספק כשינוי באנרגיה המתרחש במהלך פרק זמן מסוים.
הספק חשמלי הוא שינוי באנרגיה חשמלית במהלך פרק זמן מסוים. בסקירה של פוטנציאל חשמלי, מוסבר ששינויים באנרגיה פוטנציאלית חשמלית מתרחשים כאשר מטען חשמלי עובר דרך הפרש פוטנציאלים חשמלי.
משוואה של כוח חשמלי
מבחינה מתמטית, השינוי באנרגיה הפוטנציאלית החשמלית (ΔEP) הוא פרופורציונלי למטען (Q) ולמתח החשמלי (V), כפי שמבוטא במשוואה ΔEP = QV.
הספק הוא שינוי באנרגיה פוטנציאלית חשמלית על פני פרק זמן מסוים, המתבטא מתמטית באמצעות משוואה 1:
המטען החשמלי הזורם במהלך פרק זמן מסוים הוא זרם חשמלי, המתבטא מתמטית באמצעות המשוואה I = Q/t. ניתן לשנות את משוואה 1 למשוואה 2:
בהתבסס על שתי משוואות אלו, ניתן להסיק ששינויים באנרגיה חשמלית במהלך פרק זמן מסוים מתרחשים כאשר זרם חשמלי עובר דרך הפרש פוטנציאלים חשמלי מסוים. ההספק החשמלי פרופורציונלי לעוצמת הזרם החשמלי והפוטנציאל החשמלי, כך שאם הזרם החשמלי והפוטנציאל החשמלי עולים, גם ההספק החשמלי עולים.
אם זרם חשמלי זורם דרך נגד בעל התנגדות חשמלית קבועה, ניתן לחשב את ההספק החשמלי באמצעות משוואה 3 או משוואה 4.
יחידת הספק חשמלי
בהתבסס על משוואה 1, יחידת האנרגיה של המערכת הבינלאומית היא ג'אול ויחידת הזמן של המערכת הבינלאומית היא שנייה, כך שיחידת המדידה של הספק חשמלי היא ג'אול/שנייה, בקיצור J/s. ג'אול/שנייה נקראת גם וואט. 1 וואט = 1 ג'אול/שנייה.
בהתבסס על משוואה 2, יחידת הפוטנציאל החשמלי היא וולט ויחידת הזרם החשמלי היא אמפר, כך שיחידת ההספק החשמלי היא וולט אמפר, בקיצור VA.
