作为电源工程师，我们常常沉浸在计算功率和损耗的世界中。在电子领域的日常工作中，有几种常用的计算公式：
对于电流和电压的瞬态变化，我们甚至可以利用积分计算进行精准分析。
这其中还涉及到U和I的相位角关系。
您是否曾经思考过这些公式的背后原理？为何电压乘以电流就可以得到功率？让我为您细细解析。
让我们回顾一下“功”的定义。在物理课堂上，我们学到功是力与物体在力的方向上所移动的距离的乘积。而功率则是物体在单位时间内所完成的功。这一概念不仅适用于宏观物体，也同样适用于微观电子。
对于宏观物体的功率计算，其公式是众所周知的。
那么，对于微观世界的电子呢？我们这样推导：
在电的世界里，存在着一种名为电场E的能量场。当一个带电的电子在电场中移动时，它会受到电场力的作用。这个电场力f的计算公式为：
根据功的定义，当这个电子在电场E中移动了d的距离时，电场对它所做的功为：
电子所获得的功率为：
这时，我们的物理老师又向我们解释了电压U的概念，它代表着电场中两点间的电势差，类似于气压或水压的概念。
电流则定义为单位时间内流过导体横截面的电荷量。
通过上述的推导，我们可以明白为何P=UI了。关于之前的公式中提到的θ，我们又该如何理解呢？
在前面的推导过程中，我们假设电子是沿着固定不变的电场方向运动的。在宏观上，这可以看作是直流电的情况，此时θ的角度为0，也就是cosθ的值为1。
如果θ不等于0，那就意味着电场方向发生了变化。电子的运动方向与电场方向之间形成了一定的夹角θ。如果电场方向以顺（或逆）时针周期性地变化，并且强度也随之变化，那么在宏观上它就表现为交流电。对于在其中运动的电子，如果它受到某种力量的作用而不能与电场的变化保持同步，那么θ就不会是0。
至于这种“神秘的力量”是什么，我们将在下一部分继续探讨。