世界上的能量是守恒的

初中我们就学过能量守恒定律，能量守恒定律告诉我们，能量不会凭空消失，也不会凭空产生，只会从一种形式转换成另一种形式，这是这个世界必须遵循的物理规律。发电过程也是一样，以火力发电为例，水流的冲击作用带动发电机机组的转动，在这个过程中，水的势能首先转换成水的动能，在冲击发电机组时，水的动能又传递给发电机，使发电机转动，发电机转子的转动过程中会进行切割磁感线，从而产生电能。这就是水力发电的整个能量转换过程。

如果此时在发电机的另一端接上一个用电器，那么我们就可以将电能转换成其它的我们所需要的能量。那么假如发电机的另一端没有任何一个负载，那么发出来的电又去哪里了呢？毕竟发出来的电不可能会凭空消失，那么我们下面就来具体分析一下这个过程。

发电过程中的能量转换

事实上发电机转动过程中，不仅仅会受到一个转动产生的摩擦力，还会受到一个额外的阻力，这个阻力是由于电感所产生的，正是因为水克服这个额外的阻力做功，才产生了电能。我们可以在生活中做这样一个试验，很多玩具中使用的马达其实既可以看成是电动机，也可以看成是发电机，当我们用手去拨动转轴转动时，马达其实是可以发电的。当马达的接线端什么都不接时，我们会发现这时的马达是很容易就可以拨动的，之后我们再在两个接线端之间接上一个小灯泡，我们再次拨动马达转轴就会发现，灯泡会发光，但马达转起来的阻力也更大了，也正是这个阻力的产生，消耗了我们的能量，转换成了电能。

通过这个我们就能够联想到水力发电的过程，水力在冲击发电机时，假如发电机组外接入了用电器，于是发电机与用电器之间就会存在一个循环电流，产生电流的同时，也会产生额外的阻力，那么阻力变大了，水在冲击发电机后的动能也将会明显的减小。而当发电机空载时，这个阻力会消失，水损失的能量就会减少，那么水流过发电站后的动能就会更大，也就是说，我们没有将水的这些能量转换成电能，相当于是发电量也减少了，而不是发出的电会有多余，因此也就不存在产生多余的电的说法。我们可以把这个过程理解为电能的转换效率变低了。

同样的，对于火力发电，当电路中存在有效负载时，发电效率将会提升，煤炭中燃烧产生的热量能够有效的转换成电能，而当我们维持火力不变时，假如此时的用电功率减小，那么发电机阻力也会减小，这些产生的热量将会有更大一部分没有转换成电机的动能，而更多以热量的形式散失了。

但实际的电网中是不可能存在没有用电器接入的情况，电网中的电能每时每刻都在消耗着，只是存在用电高峰期和低谷期，因此，为了让能够提高电能的转换效率而不造成浪费，发电量会根据电网中的数据来进行调整，当用电量出现增大时，电流会增加，发电机组的阻力也会增加，转动减慢，那么电流频率也会发生微小的变化，那么这个时候就会加大火力，发出更多的电提供给用户。当用电量减小时，火力也会进行相应的减小，从而减少热量向周围环境的散失，节约能源。

因此，实际上电路中的电能是不存在多余的情况，只是在电路中没有接入用电器时，发电过程中其它能量转换成电能的部分变少了，但为了减少这种浪费，我们可以在接入电器变少的情况下，如果是水力发电就减小水流量，如果是火力发电就减少煤炭的用量，从而实现利用效率的最大化。