thumb|De tre kløfters demning er verdens største kraftverk, det er dermed verdens største elektriske energikilde. Effekt er et mål på hastighet for energiomsetning, og dette vannkraftverket er også verdens største elektriske effektkilde.
thumb|Analogt bærbart måleinstrument for både aktiv- og reaktiv effekt.
Elektrisk effekt er mottatt eller avgitt elektrisk energi per tidsenhet i en elektrisk krets. På samme måte som mekanisk effekt blir elektrisk effekt målt i watt (W). Én watt er lik 1 joule per sekund. Den enkle sammenheng mellom effekt, strøm og spenning i en elektrisk krets er at effekten er produktet av strøm og spenning.
Sammenhengen mellom strøm, spenning og effekt er noe mer komplisert når det gjelder elektriske kraftsystemer med vekselstrøm. I vekselstrømsystemer er strøm og spenning beskrevet av sinusfunksjoner, dermed vil også produktet av strøm og spenning bli en sinusfunksjon. Siden dette er verdier som varierer over tid, angir man ofte effekt uttrykt ved middelverdien av denne. Konseptet innebærer at effekten som en vekselstrøm og -spenning representerer gjøres sammenlignbar med den effekten som en tilsvarende stor likestrøm og -spenning ville gitt. Ytterligere mer komplisert blir sammenhengen om vekselstrømssystemet er et trefasesystem. Da må det tas hensyn til at både strømmer og spenninger har en innbyrdes faseforskyvning. Rent fysisk er faseforskyvning en innbyrdes tidsforsinkelse av de periodiske signalene. Utledning av formlene som gjelder involverer en del avanserte matematiske konsepter, men formlene som til slutt fremkommer er dog enkle.
En spesiell sammenheng som finnes i systemer for vekselstrøm er at det oppstår en type elektrisk effekt som bare sirkulerer i kraftsystemet, dermed kan den ikke omformes til andre energiformer som varme, lys, lyd, mekanisk arbeid, eller tjene andre nyttige hensikter. Denne energien har sammenheng med elektriske- og magnetiske felter som alltid er tilstede i et elektrisk system. En kaller denne effekten for reaktiv effekt, mens den anvendbare effekten kalles aktiv effekt. Et måltall på andelen av reaktiv effekt relativt til aktiv effekt i et kraftsystem er effektfaktoren, som egentlig angir faseforskyvningen mellom gitt strøm og spenning. Reaktiv effekt fører til unødvendig energitap i elektriske kraftlinjer. Dermed er dette en type effekt som blir forsøkt begrenset på forskjellige vis.
Notasjon og måleenheter Både elektrisk effekt, og effekt i andre sammenhenger måles i watt med forkortelsen W, etter den skotske fysikeren James Watt. En watt er lik 1 joule per sekund: 1 W = 1 J/s. For vekselstrøm har en også måleenhetene voltamper (VA) for tilsynelatende effekt og voltamper-reaktiv (VAr) for reaktiv effekt. Voltamper brukes for å oppgi nominell ytelse for elektriske maskiner som generatorer, motorer, transformatorer og lignende. Voltamperereaktiv brukes for å oppgi effekten til blant annet spoler, reaktorer og kondensatorer. I de fleste sammenhenger er det middelverdien av effekten som er av interesse, men for elektriske kretser for vekselstrøm vil den såkalte momentanverdien (verdien på et gitt tidspunkt) også være en størrelse som i noen tilfeller undersøkes.
Måleenheter som for eksempel (kWh) (uttales «kilowattime») eller (MWh) (uttales «megawattime») er vanlige enheter for elektrisk energi, spesielt ved kjøp og salg. Således er 1 kWh den energimengden som omsettes om effekten 1 kW konstant produseres eller forbrukes i én time.
Generell definisjon på effekt Grunndefinisjonen av effekt i fysikken er at det er arbeidet per tidsenhet som blir mottatt eller opptatt. Med andre ord uttrykker det hvor raskt arbeid blir utført. Dette er blant annet et sentralt begrep i klassisk mekanikk, der en definerer middelverdien av effekt Pmid over en tidsperiode med varighet Δt slik:Young og Freedman: University physics side 199.
der ΔW er arbeidet som utføres i den samme tidsperioden. Momentant utviklet effekt er grenseverdien av uttrykket over når tidsintervallet Δt går mot null. Dette er det samme som den deriverte av arbeidet:James W. Nilsson: Electric Circuits side 9.
Her uttrykker små bokstaver for effekt p og arbeid w at en har med tidsvariable størrelser å gjøre.
Om arbeidet som utvikles per tidsenhet er konstant er det ikke nødvendig å forholde seg til et derivat, og uttrykket forenkles slik:
Når effekten behandles som en effektivverdi benyttes stor bokstav P. Skillet mellom små og store bokstaver følger av konvensjoner brukt innen elektroteknikk.James W. Nilsson: Electric Circuits side 367–369.
Effekt i likestrømskretser Elektrisk effekt Elektrisk energi har å gjøre med en elektrisk strøm av ladningsbærere. En strøm drives frem av en spenning. Spenning er definert som differansen av elektrisk potensial mellom to punkter i et elektrisk felt per ladningsenhet. Dette uttrykkes matematisk som
der w er energi målt i joule, som tidligere definert, og q er ladning målt i coulomb. Definisjonen av strøm er at dette er en parameter for ladninger som passerer et tverrsnitt av en leder per tidsenhet. Matematisk skrives dette
med samme betydning for q og t som definert tidligere.James W. Nilsson: Electric Circuits side 6. Med disse to definisjonene kan en utlede en meget enkel formel for elektrisk effekt:James W. Nilsson: Electric Circuits side 9-10.
der:
p = elektrisk effekt i watt u = spenning i volt og i = strømmen i amper.
Strøm og spenning er parametere som benyttes for analyse av elektriske kretser eller kraftsystemer. Elektrisk effekt gir også informasjon om effekten eller energien generert av en elektrisk krets. Overføring av effekt og energi er ofte selve nytten av den elektriske kretsen, apparatet eller systemet. En annen grunn til å se på elektrisk effekt er at praktiske apparater har en begrensning på hvor mye effekt de kan håndtere. Ved konstruksjon av elektriske apparater og systemer er det derfor nødvendig å ta hensyn til effekt, ikke bare strøm og spenning.
Retningen på elektrisk effekt thumb|upright=0.6|Animasjon som forestiller en elektrisk last, for eksempel en lampe thumb|upright=0.6|Animasjon som forestiller en elektrisk kilde, for eksempel ett batteri.
Av ligningen i avsnittet over ser en at effekt er produktet av strøm gjennom elementet og spenningen over det. Effekt utviklet eller absorbert i et kretselement skjer mellom dets to terminaler, og denne effekten kan ha positivt eller negativt fortegn.
I den øverste animasjonen til høyre går det en strøm av ladninger gjennom et kretselement der den øverste terminalen har positivt potensial (merket «+») og den nederste negativt (merket «-»). Strømmen går inn ved plussterminalen, dermed sier en at en ladning q som går gjennom elementet får redusert sin potensielle energi. Når dette skjer får heller ikke ladningen tilført kinetisk energi fordi strømmen av ladninger inn og ut av elementet må være like stor. Det skjer altså en overføring av elektrisk energi inn til elementet som omdannes til en annen energiform og forlater den elektriske kretsen. Animasjonene illustrere dette som piler ut fra kretselementet.Young og Freedman: University physics side 863.
Spenningsfallet over kretselementet i begge tegningene defineres til å være et positivt tall. Energitapet er gitt av qU, som representerer mengden elektrisk energi som går inn til elementet og omskapes til for eksempel varme, lys, eller mekanisk arbeid. Animasjonene nedenfor til høyre viser et motsatt tilfelle der strømmen går ut ved den positive terminalen. Da omformes energi utenfra, som går ut av elementet som elektrisk energi. Dermed oppfører den seg som en spenningskilde. Produktet av ladning og spenning må dermed være negativt, altså -qU. Det er her sett på én ladning, og hvordan den tilføres eller avgir energi. Med definisjonen om at strøm er ladninger per tidsenhet kan en like god skrive i istedenfor q, altså som henholdsvis iU og -iU.
Den definisjonen som er brukt her for energiretning kalles for motorisk referanseretning. Med denne definisjonen forårsaker strøm (ladninger) som går inn ved den positive terminalen at det utføres arbeid i komponenten, altså at uttrykket iU er positivt. Omvendt vil strøm som flyte fra negativ til positiv terminal bety at arbeid tilføres komponenten. Her får en at produktet av strøm og spenning er negativt.James W. Nilsson: Electric Circuits side 10-11.
Eksempel på beregning av effekt for en likestrømskrets Mellom Celilo i Oregon og Sylmar i California går det en overføringslinje for likestrøm (HVDC). Denne har en nominell spenning på 500 kV og kan har en største strømstyrke på 6,2 kA. Hvor mye effekt kan overføres?
Ved bruk av formelen for effekt utledet over setter en inn tallene og får:
Legg merke til at det her er benytte store bokstaver for effekt, spenning og strøm fordi parametrene i dette tilfellet er tidsuavhengige.
Effekt og resistans thumb|Resistorer av ulike størrelser til bruk i elektroniske apparater. Leg merke til at noen har lesbar nøyaktighet i prosent, mens i alle fall enhet nummer to fra høyre har påtrykket nominell effekt.
thumb|Sirkeldiagram som viser Ohms lov kombinert med effektformelen på mange forskjellige måter.
I elektriske kretser er elektrisk motstand en viktig parameter. Om motstand opptrer som et eget konsentrert kretselement snakker en om en resistor. Motstand er en egenskap med alle elektriske ledere unntatt superledere, og har den egenskapen at elektrisk energi omformes til varme i elektriske apparater eller kraftoverføringer. Dette betyr tap av energi, og er derfor ofte uønsket. Imidlertid kan denne egenskapen være høyst ønsket i for eksempel en varmeovn eller en brødrister.
Elektroner som blir akselerert i det elektriske feltet som spenningskilden forårsaker gjennom resistoren, mister energi ved kollisjoner med atomene i lederen. Dette fører til atomære vibrasjoner som igjen fører til at termisk energi utvikles i resistoren.Sigurd Stensholdt: Elektrisitet side 204. Temperaturen i resistoren vil øke eller den avgir varmeenergi til omgivelsene, eller begge deler skjer samtidig. For enhver resistor er det vanlig å oppgi en nominell effekt, det vi si høyeste effekt den kan yte uten å bli overopphetet og ta skade. Ved valg av resistorer ved konstruksjon av elektriske apparater er valg av ytelse like så viktig som å velge riktig motstandsverdi. Selv en elektrisk varmeovn eller et annet apparat konstruert for å avgi varme kan ta skade om effektavgivelsen blir for stor.Young og Freedman: University physics side 864. Også ledere som er konstruert for minst mulig motstand og varmeutvikling kan få ugunstig høy temperatur om belastningen blir for stor. Spesielt elektriske kabler for høyspenning med tykk elektrisk isolasjon kan ta skade om en ikke tar hensyn til varmeavgivelse til omgivelsene. Utsettes aluminiumslinene i en kraftledning for sterk sollys og høy lufttemperatur kan høyeste tillatte strøm bli betydelig redusert, sammenlignet med om de står i skygge, vind og lav temperatur.
Forholdet mellom strøm i, spenning u og motstand R i metalliske ledere er beskrevet av Ohms lov, gitt ved:
der det forutsettes at R er uavhengig av tid. Om en setter inn for Ohms lov i uttrykket for effekt kan dette kombineres på forskjellige måter:
Dette gir altså tre måter å finne effekten som utvikles i en krets med resistans. Figuren til høyre viser enda flere måter dette forholdet kan kombineres på for å finne effekt, spenning, motstand og strøm om to av størrelsene allerede er kjent.
Effekt i sammenheng med vekselstrømskretser Effekt i sammenheng med vekselstrømskretser er mer komplisert enn for likestrøm. Det er nødvendig å ha kjennskap til en del grunnlegende begreper og konsepter innenfor vekselstrømsteknikk for å kunne forstå hvordan effekt beskrives i slike elektriske kretser. Derfor inneholder dette kapittelet en del innledende beskrivelser.
Sinusformet vekselstrøm og spenning