計量與電費
電表數的是實功,不是電流
表上就寫著它在數什麼
台灣的住宅電表,面板上印的三個字是「瓦時計」。
瓦時,就是瓦乘上小時:一個功率單位乘上一段時間,得到的是能量。 一千瓦持續一小時是一度, 而台電的流動電費就按度分段計收 台灣電力公司電價表 第三章 表燈(住商)電價 。
這件事在法規上也分得很清楚。經濟部公告應經檢定的法定度量衡器裡, 「電度表」這一類底下同時列了瓦時計與乏時計兩種器具 度量衡器檢定檢查辦法 第 3 條第五款 。 量實功累積出來的能量是一種表,量虛功累積出來的量是另一種表。 一般住宅的表箱裡只有前者。
積分器是怎麼做出來的
機械式電表的構造本身就是一台積分器。
電壓線圈與電流線圈在鋁盤上產生渦流,轉矩正比於瞬時的實功, 所以轉速正比於瞬時功率,而字輪累加的圈數就正比於功率對時間的積分。 沒有任何運算元件,物理直接把積分做完。
電子式的表換掉了轉盤,原理沒有換。
它每秒對電壓與電流取樣幾千次,把每一對取樣值相乘再累加。 乘出來的是瞬時功率,累加起來的是能量,單位仍然是度。
為什麼「平均下來」這四個字是關鍵
瞬時功率是電壓乘電流。這個乘積在一個週期裡不停變化, 而電表數的是它的平均值。
電流與電壓同相時,兩者同時為正、同時為負,乘積永遠是正的—— 能量一路往負載走,平均值大於零。
電流落後電壓四分之一個週期時,情況完全不同: 半個週期乘積為正,另外半個週期乘積為負。 正的那一半與負的那一半一樣多,平均下來是零。
右邊那張圖上的電流不是虛構的。它在導線裡會發熱、會佔用斷路器的額定、 會讓勾表讀到數字。它唯一不做的事情是讓電表往前走。
台電對此的說明是:一般家用電表的電費計算的是有效功率, 無效功率不計費 台灣電力公司對「省電器」的公開說明 2026 年 4 月 。
兩次讀數之間的差
電表沒有「這個月用了多少」這個欄位。它只有一個一直往上加的總數, 帳單上的度數是兩次抄表讀數相減得到的。
這個構造有一個直接的推論:只要一段時間內實功的積分不變, 中間發生過什麼事,電表都不知道,也不會反映在帳單上。
時間才是那個放大器
因為計費的量是能量,功率要乘上時間才變成錢。 一個小功率的東西只要不停,一年下來的度數並不小。
| 常年不停的功率 | 一年累積 |
|---|---|
| 1 W | 8.8 度 |
| 2 W | 17.5 度 |
| 5 W | 43.8 度 |
| 10 W | 87.6 度 |
一盞指示燈、一顆待機中的變壓器、一台整年開著的機器, 量級都落在這張表上。這也是判斷任何「省電裝置」的第一個算式: 它自己要吃掉多少瓦,而它宣稱省下的又是多少瓦。
表準不準,有專門的機關管
電表是法定度量衡器,出廠前要經檢定合格才能使用, 合格之後加上封印,封印被破壞就看得出來。
所以計費的準確度有一套獨立於供電方與用戶之外的制度在管。 對讀者來說,這件事有一個實用的推論: 任何需要動到電表本體或它的封印的安裝提議,本身就是一個該停下來的訊號。
這一篇的結論
- 電表數的是實功對時間的積分,單位是度。
- 平均值為零的那一份功率,導線上有電流,帳單上沒有數字。
- 判斷一個省電做法有沒有用,要問的是「實功的積分有沒有變小」, 而不是「電流表的讀數有沒有變小」。
下一篇把實功、虛功與視在功率三個量分開, 再回頭看電流為什麼可以在實功完全不變的情況下變小。