イントロ
電力・電力量・ジュール熱
一秒当たりか、使った時間の合計か
600 Wの機器という表示は一秒当たりのエネルギー変換の速さです。実際に使ったエネルギー量は時間を掛けて求めます。WとWhの見た目が似ていても役割は別です。
電気に戻る
学習モード
外観
1 / 12 ブロック8%
上下にスクロールするかキーボードの上下キーを使うと、次の学習カードへ進めます。
定義
- とは、が単位時間に移動・変換される割合です。
- 見分けるポイント
- 単位WはJ/sで、一定時間に変換された総量を表すとは区別します。
公式
電気エネルギーの式
電力
P=VI=I²R=V²R
との積で一秒当たりの変換を表し、があれば式を変形できます。
- P電力。単位はW
電力量とジュール熱
E=Pt=VIt, Q=I²Rt
値が一定なら一秒当たりの量へ時間を掛け、総を求めます。
- E,Qエネルギー・熱量。単位はJ
- t時間。Jで求めるときはs
使うときのコツ
Whで求めるときはW×h、JならW×sです。
解くコツ
一秒当たりならP、一定時間の合計ならEまたはQと判断し、時間単位を合わせます。
比較
| 量 | 意味と関係 | 主な単位 |
|---|---|---|
| 一秒当たり P | 変換の速さ。1W=1J/s | W |
| 時間全体 E | は変換した総量 | J・Wh |
| 抵抗での発熱 Q | はへの変換 | J |
量一秒当たり P
- 意味と関係
- 変換の速さ。1W=1J/s
- 主な単位
- W
量時間全体 E
- 意味と関係
- は変換した総量
- 主な単位
- J・Wh
量抵抗での発熱 Q
- 意味と関係
- はへの変換
- 主な単位
- J
として周囲へ移る量もエネルギーの一形態で、消失ではありません。
手順
単位を崩さない手順
- 1
電力か電力量かを問題文から決める
- 2
P=VIなどで一秒当たりを求める
- 3
Jなら時間をs、Whならhへ直す
- 4
桁と単位をエネルギーの流れで検算する
例
- 場面
- 100 Vで6.0 A流れる機器を10分間使った。
- 順に考えると
- 電力はP=VI=100×6.0=600 Wです。10分=600 sなので、電力量はE=Pt=600×600=3.6×10⁵ Jです。時間で計算すれば600 W×1/6 h=100 Wh=0.10 kWhとなり、同じ総量を別単位で表せます。
- ここが結論
- 電力600 W、電力量3.6×10⁵ J=0.10 kWhです。
注意
WとWhを同じ量にしない
確認
電力量の確認
Q1
200 Wの機器を30 s使ったときの電力量はどれですか。
確認
ジュール熱の確認
Q1
4.0 Ωの抵抗に5.0 Aを10 s流したときのジュール熱はどれですか。
まとめ
まとめ
- 1
P=VIは一秒当たりの変換速度です
- 2
E=Ptは時間全体の総量です
- 3
は抵抗で電気エネルギーから変わって生じます
- 4
1Wh=3600JでWとWhを区別します
次へ