@The Photon 的答案非常广泛，唯一缺少的是，现在电能实际上是如何传输的。在一个只有某种欧姆负载的简单情况下，它与 DC 完全相同，只是具有切换极性。

如果你想要一张照片，想象一把锯子：它在同一块木头上来回拉动。相同的锯齿使其能够逐层去除，因为在向两个方向移动时会施加力（和功率）。

对于电子，它非常相似。交流电压不断推动它们通过一些负载。当它们通过负载时，它们从负载前的高压节点移动到负载后的低压节点，释放出第一和第二状态之间的能量差。

然后交流极性反转，它们再次位于高压节点上，通过负载到达低压节点。同样，它们之前的状态有更多的能量，因此能量被转移到负载中。

电路中使用的能量不会“包含”在电子中，当电路中消耗能量时，电子也不会用完。

电路中的能量可以有多种形式：

电场：当正负电荷载流子彼此分离时产生。

磁场：当电荷载流子运动时产生。

动能：通常不被认为是电路能量的一部分，但它作为中间步骤发挥作用，因为电路中的能量从电形式转变为磁形式。或者，例如，当电场加速电荷载流子时，电荷载流子会放弃其动能，在电阻材料中产生热振动以产生热量。

电磁辐射：当振荡的电场或磁场在电磁场中产生自持振荡时产生。

作为一个类比，考虑一个摆动的钟摆。能量在摆动的质量中不断地在势能和动能之间传递。但是钟摆的质量并没有用完，也不需要更换（至少，不是钟摆运行的结果）。

编辑：我们当然也可以谈论光电二极管、压电换能器、电机、伽马射线闪烁器和其他允许电路将能量转换为其他各种形式的设备。我在这里忽略了那些特殊情况，只是谈论进行电路分析时所涉及的能量。

我感觉您对直流能量如何从源传输到负载存在误解，这阻碍了您理解交流能量如何传输的能力。

许多人脑海中的画面是，电源以某种方式为电子提供能量。然后电子沿着携带这种能量的导线流下，然后当电子流过负载时以某种方式释放能量。我敢打赌，你心中的电图是这样的。如果这与您对电力的看法相近，那么交流能源如何传输能量的问题就令人困惑。毕竟，电子不会以每秒 50 或 60 次的速度从厨房的灯泡一直流回发电厂的发电机。我们知道电子的移动速度比这慢得多（它们的移动速度约为每小时一米，具体取决于电流、导体尺寸等多种因素）。考虑到厨房灯和发电机之间有变压器，这就更没有意义了，因为它们是两个不同的电路，里面有不同的电子。连线都没有连接。

但这不是它的工作方式。能量不是通过电子从源传送到负载。能量甚至不会流下电线。相反，电能通过电源、电线和负载周围空间中的电磁 (EM) 场从电源传输到电气负载。

请看下图，它是由电池、一些电线和一个电阻器组成的直流电路。绿色箭头表示由于电流流动而产生的磁场。红色箭头表示由电压源引起的电场。蓝色箭头表示能量通量密度或坡印廷矢量，它是电场和磁场的叉积。坡印廷矢量可以被认为是单位面积的能量转移率。

请注意，能量流是从电池流向电阻器。另请注意，能量不是从电线而是通过电线周围的空间流入电阻器的。

如果您用交流电源替换直流电源，您应该能够通过查看电场和磁场来说服自己，即使电流正在切换方向，坡印廷矢量仍然从电源指向负载。因为坡印廷向量是两个场的叉积，所以即使场发生变化，它的方向也保持不变。

关于我上面所说的科学有效性的评论中有一些问题。电磁能如何在电路中传播已经有一段时间了……至少从 1800 年代后期开始。坡印亭矢量，以约翰·亨利·坡印廷命名，他在 1884 年的一篇论文中解释了这一理论，题为“电磁场中的能量转移”。这篇论文可读性很好，很好地解释了这个理论。他解释说：

以前，电流被认为是沿着导体流动的东西，注意力主要集中在导体上，出现在电路任何部分的能量，如果考虑的话，应该是由电流通过导体传递到那里的。但是，感应电流和电磁作用的存在与它们从中汲取能量的初级电路相距一定距离，这使我们在法拉第和麦克斯韦的指导下，将导体周围的介质视为在现象的发展。如果我们相信能量运动的连续性，也就是说，如果我们相信当它在某一点消失并在另一点重新出现时，它一定是穿过了中间空间，

他接着说：

从麦克斯韦的理论开始，我们自然会考虑这个问题：电流的能量是如何从一个点传递到另一个点的——也就是说，它是通过什么路径和遵循什么定律从电路的哪一部分传播的？是否首先被识别为电和磁的部分，它变成热或其他形式？

本文的目的是证明能量传递有一条一般规律，根据该规律，能量在垂直于包含电力线和磁力线的平面的任意一点上运动，以及穿过单位面积的量这个平面的每秒等于两个力的强度乘以它们之间夹角的正弦，再除以 \$4\pi\$，而能量流的方向是如果从电动势的正向转向磁强的正向，则手螺旋会移动。

然后他继续展示能量如何进入并加热电线：

电流的能量似乎没有沿着导线传播，而是来自导线周围的非导电介质，一旦进入，它就开始转化为热量，热量穿过连续的层线的热量减少，直到到达中心时，没有磁力，因此没有能量通过，它已经全部转化为热量。传导电流可以说是由这种向内的能量流动及其伴随的磁力和电动势组成，以及能量在导体内转化为热能。

Richard Feynman 在他的物理学讲座中也谈到了这一点。在对这种现象进行解释后，费曼推导出充电电容器如何获得能量，然后说：

但它告诉我们一个奇怪的事情：当我们给电容器充电时，能量并没有从电线上流下来；它是从缝隙的边缘进来的。

然后，费曼和坡印廷一样，解释了能量是如何进入电线的：

再举一个例子，我们问当一根电阻丝承载电流时会发生什么。由于导线具有电阻，因此沿着它有一个电场，驱动电流。因为沿着导线存在电位降，所以在导线外部也有一个电场，平行于表面。此外，由于电流的作用，导线周围还有一个磁场。E和B成直角；因此存在一个径向向内的坡印廷矢量，如图所示。周围有一股能量流入电线。当然，它等于电线中以热量形式损失的能量。因此，我们的“疯狂”理论认为，由于能量从外部场流入导线，电子正在获取能量来产生热量。直觉似乎告诉我们，电子通过沿着导线被推动来获取能量，因此能量应该沿着导线向下（或向上）流动。但该理论认为，电子实际上是被电场推动的，该电场来自很远的一些电荷，电子从这些电场中获得能量来产生热量。能量以某种方式从远处的电荷流入广阔的空间区域，然后向内流入电线。并且电子从这些场中获得能量来产生热量。能量以某种方式从远处的电荷流入广阔的空间区域，然后向内流入电线。并且电子从这些场中获得能量来产生热量。能量以某种方式从远处的电荷流入广阔的空间区域，然后向内流入电线。

你需要知道的是 P=IV I 是电子来回移动。在电子向后移动期间，V 始终为负，因此 P = (-)*(-) 的符号为正。因此，正向功（例如加热灯泡的钨丝）在电流的正向和反向流动期间都完成了。