Energie a výkon spolu úzce souvisejí, ale nejsou stejnou fyzikální veličinou. Energie je schopnost vyvolat změnu; výkon je rychlost, s jakou se energie pohybuje neboli využívá.
Energie
hlavní článek
Energie je schopnost vyvolat změnu, například vytvořit pohyb. Úkoly (například zvedání krabice) vyžadují k dokončení určité množství energie. Baterie pojme určité množství energie; stejně tak určité množství paliva, například potravin.
Základní jednotkou energie je joule. To znamená, že úkol, jako je zvedání krabice na obrázku 1, vyžaduje určitý počet joulů bez ohledu na to, jak rychle je krabice zvedána.
Výkon
hlavní článek
Výkon vyjadřuje, jak rychle je energie využívána nebo přenášena – výkon je množství energie dělené dobou, za kterou byla energie využita. Jeho jednotkou je watt, což je jeden joule za sekundu spotřebované energie. Okružní pila odebírá ke svému chodu určité množství energie a to, jak rychle je energie odebírána z baterie, určuje, jak dlouho vydrží její uložená energie.
- P je průměrný výkon měřený ve wattech (W)
- ΔEsys je čistá změna energie systému v joulech (J) – známá také jako práce.
- Δt je doba trvání – jak dlouho trvá využití energie – měří se v sekundách (s)
Součinem hodnoty výkonu a doby, po kterou se využívá, získáme množství energie. Proto je kilowatt jednotkou výkonu, ale kilowatthodina (1 kilowatt krát 1 hodina) je jednotkou energie.
Úkoly (např. zvedání krabice) vyžadují určité množství energie (určitý počet joulů), ale čím rychleji je úkol proveden (čím menší Δt), tím více energie je potřeba (více wattů).
Motory vs. motory. nádrže
Motor automobilu určuje, jaký výkon může vyvinout (jedná se o mechanický výkon často udávaný v koňských silách, na rozdíl od tepelného výkonu, který udává, jak rychle spaluje benzín), zatímco množství benzínu v nádrži určuje, kolik energie má motor k dispozici. Čím větší je množství benzinu, tím déle může motor pracovat, aniž by mu došla energie. Čím větší výkon motor spotřebovává (například při rychlé jízdě nebo při rychlém zrychlování otáčkami motoru), tím kratší dobu vydrží chemická energie dostupná v benzinu. Zde je stránka o tricích pro zvýšení úspory paliva.
Kondenzátory vs. baterie
Kondenzátory mají často trochu energie, kterou lze poměrně rychle vybít. Díky této krátké době mohou mít poměrně vysoký výkon i při malém množství uložené energie (to se hodí například u blesků fotoaparátů). Baterie naproti tomu obsahují mnohem více energie než kondenzátor, ale vybíjejí tuto energii mnohem pomaleji, což znamená, že mají nižší výkon.
Analogie s nádobami na vodu
Obrázek 2 ukazuje hrnek s malým množstvím vody, které se nalévá rychle, a hrnek s větším množstvím vody, které se nalévá pomaleji. Hrnek dodává více vody za daný čas, ale celkové množství dodané vody bude menší než u džbánu. Analogicky má hrnek vyšší výkon, ale nižší energii. Džbán uvolňuje menší množství tekutiny po delší dobu. Analogie pokračuje tím, že džbán má menší výkon, ale větší energii. Hrnek uvolní veškerou vodu (energii) velmi rychle. Naopak džbán zadržuje mnohem více vody (energie), i když ji rychle neztrácí.