| English | 意味 |
|---|---|
| electric power/ɪˈlektrɪk ˈpaʊə/ | 電気力 |
| watt/wɒt/ | ワット |
ヒーターが光るのに導線は冷たい理由
- トースターのヒーター素子は赤熱していますが、給電コードはほとんど温まりません。
- 両方とも同じ電流を流しますが、ある要素は 毎秒 はるかに多くのエネルギーを 散逸 します。
- 部材が電気エネルギーを熱や光に変換する速度を 電気力（電力）といいます。
- 電力の公式を理解しておくことで、ヒーター、電球、ヒューズのサイズ選びができます。
回路における電力
- 電気力（電力）とはエネルギー移動の速度であり、$P = IV$ （電流×電圧）です。
- その単位は ワット で、力学における $1\ \text{W} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{s}}$ と同様に使われます。
- 每秒、ある素子は $P$ ジュールの電気エネルギーを別の形に変換します。
- 抵抗器の場合、その「別の形」は 熱 です；電球の場合は熱 および 光です。
電圧、電流、電力
電圧と抵抗を変化させて、電流と消費電力の変化を確認してください。
電球に $0.5\ \text{A}$ の電流が $12\ \text{V}$ で流れています。このとき消費される電力をワット単位で求めなさい。
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$P = IV = 0.5 \times 12 = 6\ \text{W}$.
電気力の単位は ____ です。
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$1\ \text{W} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{s}}$.
同じ法則の3つの形
- $P = IV$とオームの法則$V = IR$を組み合わせると、さらに便利な2つの形式が得られます。
- $P = I^2 R$ — 電流と抵抗が既知の場合に便利です。
- $P = \dfrac{V^2}{R}$ — 電圧と抵抗が既知の場合に便利です。
- すべて3つの式は 同じ 電力を表すので、既知の量に合うものを選んでください。
$2\ \text{A}$ の電流が $3\ \Omega$ の抵抗器に流れています。消費される電力をワット単位で求めなさい。
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$P = I^2R = 2^2 \times 3 = 12\ \text{W}$.
抵抗器の電流と抵抗値が既知です。最も直接的な電力の公式はどれですか？
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$P = I^2R$ は、ご存知の電流と抵抗値をそのまま使います。
電気力に関する正しい表現をすべて選択してください。
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最初の3つは等価な電力の公式です。$I/V$ は電力ではありません。
時間経過に伴う消費エネルギー
- 電力は 毎秒あたりのエネルギー です；使用された総エネルギーは $E = Pt$ です。
- これが電気メーターが測定し、請求されるものです。
- 短時間だけ点灯させている高出力機器よりも、長時間点灯させている低出力機器の方が多くのエネルギーを使うことがあります。
- ヒューズは、導線が安全に流せる電流（およびそれに伴う電力）に基づいて定格されています。
$6\ \text{W}$ の電球を $10\ \text{s}$ 間点灯したままにしました。使用されたエネルギーをジュール単位で求めなさい。
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$E = Pt = 6 \times 10 = 60\ \text{J}$.
どの電力公式がデータに合っているか注意してください。$P = I^2R$ は 電流 と抵抗を使います；$P = V^2/R$ は 電圧 と抵抗を使います。$I^2R$ の式に電圧を代入したり、$V^2/R$ の式に電流を代入したりするのは一般的なミスです。
電球に$0.5\ \text{A}$の電流が流れ、$12\ \text{V}$の電圧がかかっています。この電球が消費する出力はいくつですか？
- $P = IV = 0.5 \times 12 = 6\ \text{W}$.
$10\ \text{s}$ 間点灯させていた場合、$E = Pt = 6 \times 10 = 60\ \text{J}$ のエネルギーを消費しました。
電気電力 は毎秒転送されるエネルギーです：$P = IV = I^2R = \dfrac{V^2}{R}$ （単位：ワット）。抵抗器はこれを熱に変えます。使用された総エネルギーは $E = Pt$ で、これが電気メーターで測定される値です。既知の量に合う電力の式を選んでください。