功率轉換器
功率 — 瓦特、馬力及更多
快速估算功率並避免常見錯誤的方法。從瓦特、千瓦到馬力、BTU/h 和 VA，快速獲得解答。
此工具的功能
在功率單位之間進行轉換，包括瓦特 (W)、千瓦 (kW)、馬力 (hp)、英熱單位每小時、伏安 (VA)、冷凍噸等等。涵蓋電力功率 (W, kW, MW, VA)、機械功率 (馬力變體)、熱功率 (BTU/h, kcal/s) 和科學單位。對電氣工程、HVAC 設計、汽車規格、再生能源以及理解您的電費帳單至關重要。
功率基礎
功率
能量轉移的速率。SI 單位：瓦特 (W)。1 W = 1 J/s。
電力功率
實功 (W) 產生作用；視在功率 (VA) 包含虛功部分。
- P = V × I × PF
- PF (功率因數) ∈ [0..1]
- 三相電 ≈ √3 × V × I × PF
馬力家族
與馬匹工作速率的歷史比較；存在多種變體。
- hp(機械) ≈ 745.7 W
- hp(公制) ≈ 735.5 W
- 鍋爐馬力要大得多
熱功率
HVAC 和引擎以 BTU/h、kcal/s、冷凍噸來評估熱流。
- 1 kW ≈ 3,412 BTU/h
- 1 TR ≈ 3.517 kW
- 檢查時間基準
快速摘要
- 透過瓦特 (W) 轉換以避免錯誤
- 馬力因變體而異；請註明是哪一種
- VA 需要 PF 才能得到 W
各單位適用場合
家庭與家電
家電標示功率為 W/kW；電費帳單為 kWh。
- 熱水壺 ~2 kW
- 微波爐 ~1.2 kW
- 筆記型電腦 ~60–100 W
引擎與車輛
引擎標示 hp 或 kW；電動車使用 kW。
- 1 kW ≈ 1.341 hp
- 傳動系統列出峰值與連續功率
HVAC 與熱能
冷卻/加熱通常以 BTU/h 或冷凍噸 (TR) 顯示。
- 1 TR ≈ 12,000 BTU/h
- 暖氣機以 kW 或 BTU/h 為單位
射頻與音訊
小功率使用 dBm（參考 1 mW）。
- 0 dBm = 1 mW
- +30 dBm = 1 W
- 擴大機的動態餘裕很重要
快速計算
功率因數解說
實功 vs 視在功率
- PF = 實功 / 視在功率
- P (W) = V × I × PF
- PF 0.8 表示 20% 是虛功；較高的 PF 會降低電流
三相電速查
快速三相電規則
- VLL = √3 × VLN
- P ≈ √3 × VLL × I × PF
- 範例：400 V、50 A、PF 0.9 → ≈ 31 kW
電學基礎
即時估算電力負載
- 單相電：P = V × I (瓦特)
- 範例：120 V × 10 A = 1,200 W = 1.2 kW
- 三相電：P ≈ √3 × V × I × PF
換算與馬力
在 W、kW 和馬力之間轉換
- 1 kW = 1,000 W
- 1 hp (機械) ≈ 745.7 W
- 1 kW ≈ 1.341 hp
熱轉換
HVAC 快速因數
- 1 BTU/h ≈ 0.2931 W
- 1 kW ≈ 3,412 BTU/h
dBm 速查
無線電/功率等級捷徑
- 0 dBm = 1 mW
- 10 dBm = 10 mW；20 dBm = 100 mW；30 dBm = 1 W
- dBm = 10·log10(P[mW])
轉換如何運作
基準單位法
轉換為瓦特 (W)，再從 W 轉到目標單位。快速因數：1 hp ≈ 745.7 W；1 kW ≈ 3,412 BTU/h；1 kcal/s = 4,184 W。
- W ÷ 1,000 → kW；kW × 1,000 → W
- hp(機械) × 745.7 → W；W ÷ 745.7 → hp(機械)
- BTU/h × 0.293071 → W；W × 3.41214 → BTU/h
常見轉換
| 從 | 到 | 因數 | 範例 |
|---|---|---|---|
| kW | W | × 1,000 | 1.2 kW = 1,200 W |
| hp(機械) | kW | × 0.7457 | 150 hp ≈ 112 kW |
| kW | BTU/h | × 3,412 | 2 kW ≈ 6,824 BTU/h |
| TR | kW | × 3.517 | 2 TR ≈ 7.03 kW |
| dBm | mW | 10^(dBm/10) | 20 dBm = 100 mW |
快速範例
2.4 kW → hp(機械)→≈ 3.22 hp
1 TR → kW→≈ 3.517 kW
500 W → BTU/h→≈ 1,706 BTU/h
10 dBm → mW→= 10 mW
應避免的常見錯誤
- kW vs kWh：功率（速率）vs 能量（總量）
- 馬力變體：機械馬力 ≠ 公制馬力 ≠ 鍋爐馬力
- VA vs W：視在功率 vs 實功（取決於功率因數）
- BTU vs BTU/h：能量單位 vs 功率單位
- 每秒 vs 每小時：務必檢查時間基準
- dB 計算：功率使用 10×（而非 20×）
日常基準
| 事物 | 典型功率 | 備註 |
|---|---|---|
| 人體（休息時） | ~100 W | 新陳代謝率 |
| LED 燈泡 | 8–12 W | 現代照明 |
| 筆記型電腦 | 60–100 W | 負載下 |
| 微波爐 | 1.0–1.2 kW | 烹飪功率 |
| 電熱水壺 | 1.8–2.2 kW | 快速煮沸 |
| 室內空調 | 1–3 kW | 依尺寸/SEER |
| 小型電動車馬達 | 100–200 kW | 峰值額定功率 |
驚人的功率事實
為何是「馬力」？
詹姆斯·瓦特創造「馬力」一詞來行銷蒸汽機，將其與馬匹比較。一匹馬能在一分鐘內將 33,000 磅的重物提升一英尺。
人體功率
人體在休息時平均產生約 100 瓦的熱量 — 足以點亮一顆明亮的 LED 燈泡。在劇烈運動時，功率輸出可超過 400 瓦！
VA vs W 之謎
如果功率因數為 0.8，一台 1 kVA 的 UPS 可能只能提供 800 W 的實功 — 其餘的是「虛擬」的虛功！
太陽能功率密度
在晴天，太陽每平方公尺向地球表面輸送約 1,000 W 的功率 — 僅用一平方公尺的太陽能板就足以驅動一台微波爐！
閃電一擊
一道閃電可以在一微秒內傳遞高達 10 億瓦 (1 GW) 的功率 — 但總能量卻出奇地小，約為 250 kWh。
dB 直覺
+3 dB ≈ 功率加倍；+10 dB = 10 倍功率。所以 0 dBm = 1 mW，30 dBm = 1 W，而 60 dBm = 1 kW！
心臟功率
人類心臟持續產生約 1-5 瓦的功率 — 在您一生中泵送血液所需的能量，大約相當於每分鐘將一輛小汽車舉起 1 公尺！
冷凍噸
一「冷凍噸」等於在 24 小時內凍結一短噸冰所需的冷卻功率：12,000 BTU/h 或約 3.5 kW。這與空調機組的重量無關！
紀錄與極端值
| 紀錄 | 功率 | 備註 |
|---|---|---|
| 大型水力發電廠 | > 20 GW | 銘牌功率（例如，三峽大壩） |
| 公用事業規模燃氣電廠 | ~1–2 GW | 複循環 |
| 拍瓦雷射（峰值） | > 10^15 W | 超短脈衝 |
功率測量的演進：從馬力到十億瓦
功率測量的演進，從 1700 年代將蒸汽機與役馬進行比較，到今日管理十億瓦級的再生能源電網。這段歷程反映了人類日益增長的能源需求與技術的精進。
蒸汽時代：馬力的誕生 (1770年代-1880年代)
詹姆斯·瓦特需要一種方法，透過將他的蒸汽機與它們將取代的馬匹進行比較，來行銷他的產品。他的實驗最終定義了我們今天仍在使用的馬力。
- 1776年：詹姆斯·瓦特觀察馬匹從礦井中吊起煤炭
- 計算：一匹馬在一分鐘內將 33,000 磅的重物提升一英尺
- 結果：1 馬力 ≈ 746 瓦特（後來標準化）
- 行銷天才：以「馬力」單位銷售引擎
- 遺產：不同國家創造了自己的馬力變體（機械、公制、鍋爐）
電氣革命 (1880年代-1960年)
實用發電與配電技術的發明，催生了對新單位的需求。以詹姆斯·瓦特命名的「瓦特」，成為了國際標準。
- 1882年：愛迪生的珍珠街發電站在紐約市發電 600 kW
- 1889年：國際電氣會議採用瓦特 (W)
- 定義：1 瓦特 = 1 焦耳每秒 = 1 伏特 × 1 安培
- 1960年：SI 系統確認瓦特為官方功率單位
- 電網擴張：發電廠規模從千瓦擴大到百萬瓦
現代功率的複雜性 (1960年代-1990年代)
隨著電力系統變得更加複雜，工程師發現並非所有功率都能產生有效功。這催生了實功與視在功率的概念。
- 實功 (W)：產生實際作用，以瓦特測量
- 視在功率 (VA)：包含虛功部分的總功率
- 功率因數：實功與視在功率的比率 (0 到 1)
- 1990年代：功率因數校正 (PFC) 成為電子產品的標準
- 影響：提高電網效率，減少廢熱
- 現代要求：大多數設備的 PF 必須 > 0.9
再生能源時代 (2000年代-至今)
風能與太陽能將百萬瓦和十億瓦的規模帶入日常能源討論中。現在，功率測量範圍從物聯網感測器的奈瓦，到國家電網的十億瓦。
- 住宅太陽能：典型系統 5-10 kW
- 風力發電機：現代離岸風機每台可達 15 MW
- 太陽能發電場：公用事業規模的裝置超過 500 MW
- 儲能：電池系統以 MW/MWh 評級
- 智慧電網：從奈瓦到十億瓦的即時功率監控
- 未來：全球計畫建設兆瓦級的再生能源設施
現代功率譜
今日的功率測量橫跨了驚人的範圍，從您智慧手錶中的奈瓦感測器，到核電廠的十億瓦輸出。
- 皮瓦 (pW)：無線電天文學接收器、量子感測器
- 奈瓦 (nW)：超低功耗物聯網感測器、能量採集
- 微瓦 (µW)：助聽器、健身追蹤器
- 毫瓦 (mW)：LED 指示燈、小型電子產品
- 瓦特 (W)：燈泡、USB 充電器
- 千瓦 (kW)：家電、電動汽車馬達
- 百萬瓦 (MW)：資料中心、風力發電機、小型發電廠
- 十億瓦 (GW)：核反應爐、大型水壩
- 兆瓦 (TW)：全球能源生產（約 20 TW 連續）
單位目錄
公制 (SI)
| 單位 | 符號 | 瓦特 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 千瓦 | kW | 1,000 | 1,000 W；家電和電動車。 |
| 兆瓦 | MW | 1,000,000 | 1,000 kW；發電機、資料中心。 |
| 瓦特 | W | 1 | SI 功率基本單位。 |
| 吉瓦 | GW | 1.000e+9 | 1,000 MW；電網規模。 |
| 微瓦 | µW | 0.000001 | 微瓦；感測器。 |
| 毫瓦 | mW | 0.001 | 毫瓦；小型電子產品。 |
| 納瓦 | nW | 0.000000001 | 奈瓦；超低功耗。 |
| 皮瓦 | pW | 1.000e-12 | 皮瓦；微小射頻/光學信號。 |
| 太瓦 | TW | 1.000e+12 | 1,000 GW；全球總量背景。 |
馬力
| 單位 | 符號 | 瓦特 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 馬力 (機械) | hp | 745.7 | 馬力（機械）。 |
| 馬力 (米制) | hp(M) | 735.499 | 公制馬力 (PS)。 |
| 馬力 (鍋爐) | hp(S) | 9,809.5 | 鍋爐馬力（蒸氣）。 |
| 馬力 (電) | hp(E) | 746 | 電氣馬力。 |
| 馬力 (水) | hp(H) | 746.043 | 水力馬力。 |
| pferdestärke (PS) | PS | 735.499 | Pferdestärke (PS)，約等於公制馬力。 |
熱能 / BTU
| 單位 | 符號 | 瓦特 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 英熱單位/小時 | BTU/h | 0.293071 | BTU 每小時；HVAC 標準。 |
| 英熱單位/分鐘 | BTU/min | 17.5843 | BTU 每分鐘。 |
| 英熱單位/秒 | BTU/s | 1,055.06 | BTU 每秒。 |
| 卡/小時 | cal/h | 0.00116222 | 卡路里每小時。 |
| 卡/分鐘 | cal/min | 0.0697333 | 卡路里每分鐘。 |
| 卡/秒 | cal/s | 4.184 | 卡路里每秒。 |
| 千卡/小時 | kcal/h | 1.16222 | 千卡每小時。 |
| 千卡/分鐘 | kcal/min | 69.7333 | 千卡每分鐘。 |
| 千卡/秒 | kcal/s | 4,184 | 千卡每秒。 |
| 百萬英熱單位/小時 | MBTU/h | 293,071 | 百萬 BTU 每小時。 |
| 冷凍噸 | TR | 3,516.85 | 冷凍噸 (TR)。 |
電學
| 單位 | 符號 | 瓦特 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 千伏安 | kVA | 1,000 | 千伏安。 |
| 兆伏安 | MVA | 1,000,000 | 百萬伏安。 |
| 伏安 | VA | 1 | 伏安（視在功率）。 |
英制
| 單位 | 符號 | 瓦特 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 英尺-磅力/小時 | ft·lbf/h | 0.000376616 | 英尺-磅力/小時。 |
| 英尺-磅力/分鐘 | ft·lbf/min | 0.022597 | 英尺-磅力/分鐘。 |
| 英尺-磅力/秒 | ft·lbf/s | 1.35582 | 英尺-磅力/秒。 |
科學 / CGS
| 單位 | 符號 | 瓦特 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 大氣壓-立方公分/分鐘 | atm·cc/min | 0.00168875 | 大氣壓-立方公分/分鐘。 |
| 大氣壓-立方公分/秒 | atm·cc/s | 0.101325 | 大氣壓-立方公分/秒。 |
| 大氣壓-立方英尺/分鐘 | atm·cfm | 47.82 | 大氣壓-立方英尺/分鐘。 |
| 爾格/秒 | erg/s | 0.0000001 | 爾格每秒 (CGS)。 |
| 焦耳/小時 | J/h | 0.000277778 | 焦耳每小時。 |
| 焦耳/秒 | J/s | 1 | 焦耳每秒 = 瓦特。 |
| 千焦/小時 | kJ/h | 0.277778 | 千焦耳每小時。 |
| 千焦/分鐘 | kJ/min | 16.6667 | 千焦耳每分鐘。 |
| 千焦/秒 | kJ/s | 1,000 | 千焦耳每秒。 |
| 盧塞克 | lusec | 0.0001333 | 洩漏單位：微米-公升/秒。 |
功率轉換最佳實踐
轉換最佳實踐
- 了解您的情境：精密工作使用 W/kW，引擎使用 hp，HVAC 使用 BTU/h
- 指明馬力變體：機械 hp (745.7 W) ≠ 公制 hp (735.5 W) ≠ 鍋爐 hp
- 功率因數很重要：VA × PF = W（適用於電力系統，PF 範圍 0-1）
- 時間基準至關重要：功率 (W) vs 能量 (Wh) — 不要混淆速率與總量
- 檢查單位一致性：確保計算中所有單位使用相同的時間基準（每秒、每小時）
- 使用科學記號：對於小於 1 µW 或大於 1 GW 的值，科學記號能提高可讀性
應避免的常見錯誤
- 混淆 kW（功率）與 kWh（能量）— 速率 vs 總量，完全不同的量
- 混合使用不同類型的馬力：機械 hp (745.7 W) ≠ 公制 hp (735.5 W) — 誤差 1.4%
- 將 VA 當作 W 使用：視在功率 (VA) ≠ 實功 (W)，除非功率因數 = 1.0
- BTU vs BTU/h：能量單位 vs 功率單位 — 時間很重要！（就像混淆 kWh 與 kW）
- 錯誤的 dB 公式：功率使用 10 log₁₀，電壓使用 20 log₁₀ — 不要混用
- 忘記三相電：單相電 P = V × I × PF，但三相電 P = √3 × VLL × I × PF
功率尺度：從量子到宇宙
此圖表顯示了什麼
科學與日常生活中的代表性功率尺度。用它來建立直覺，以便在橫跨多個數量級的單位之間進行轉換——從最微弱的量子信號到恆星的總能量輸出。
代表性功率尺度
| 尺度 / 功率 | 代表性單位 | 典型用途 | 範例 |
|---|---|---|---|
| 1 × 10⁻¹⁵ W | 飛瓦 (fW) | 量子光學、單光子偵測 | 單光子能量通量 |
| 1 × 10⁻¹² W | 皮瓦 (pW) | 無線電天文學接收器、量子感測器 | 航海家 1 號在地球的信號 ≈ 1 pW |
| 1 × 10⁻⁹ W | 奈瓦 (nW) | 超低功耗物聯網感測器、能量採集 | RFID 標籤被動功率 ≈ 10 nW |
| 1 × 10⁻⁶ W | 微瓦 (µW) | 助聽器、健身追蹤器、心律調節器 | 心律調節器 ≈ 50 µW |
| 1 × 10⁻³ W | 毫瓦 (mW) | LED 指示燈、雷射筆、小型電子產品 | 雷射筆 1-5 mW |
| 1 × 10⁰ W | 瓦特 (W) | 燈泡、USB 充電器、小型家電 | LED 燈泡 10 W、USB 充電器 20 W |
| 1 × 10³ W | 千瓦 (kW) | 家電、電動車馬達、住宅太陽能 | 微波爐 1.2 kW、汽車引擎 100 kW |
| 1 × 10⁶ W | 百萬瓦 (MW) | 資料中心、風力發電機、小型發電廠 | 風力發電機 3-15 MW |
| 1 × 10⁹ W | 十億瓦 (GW) | 核反應爐、大型水壩、電網基礎設施 | 核反應爐 1-1.5 GW |
| 1 × 10¹² W | 兆瓦 (TW) | 國家電網總量、全球能源生產 | 全球平均功耗 ≈ 20 TW |
| 1 × 10¹⁵ W | 拍瓦 (PW) | 高能雷射系統（超短脈衝） | 國家點火設施雷射 ≈ 500 TW 峰值 |
| 3.828 × 10²⁶ W | 太陽光度 (L☉) | 恆星天文學、天體物理學 | 太陽的總功率輸出 |
常見問題
VA vs W — 有什麼區別？
VA 是視在功率（伏特 × 安培）。乘以功率因數來估算瓦特（實功）。
我應該使用哪種馬力？
引擎使用機械馬力（≈745.7 W），公制馬力用於 PS；鍋爐馬力是蒸氣等級，無法直接比較。
1 冷凍噸是什麼意思？
等於每天融化 1 短噸冰所需的冷卻功率：≈ 12,000 BTU/h 或 ≈ 3.517 kW。