まさまさのガジェット発見ラボ

本ページにはアフィリエイトリンク（PR）が含まれます

まさまさ

前回の「電流・電圧・抵抗」、なんとか理解できた気がするよ。
でも正直、公式が頭の中でごちゃごちゃしてるかも…。

復習しておこうか！
電気の3要素――「電流（I）」「電圧（V）」「抵抗（R）」は覚えてる？

まさまさ

うん。
電流は「流れる量」、電圧は「押す力」、抵抗は「流れにくさ」だったよね。
そして3つの関係を表すのが……確か……？

そう！「オームの法則」だね。

（電圧＝電流×抵抗）V=I×R
この式を使えば、3つのうち1つが分からなくても他の2つから求められるんだ。

まさまさ

そうだった！
でも電気の問題って、計算が多くてどれがどれだか混乱しそう。

大丈夫。
今日のテーマ「電力と熱量」は、その“電流や電圧がどんな力💪を持っているか”を考えるステップだよ。
つまり、電気のパワーと、その結果生まれるエネルギーについて学ぶんだ！

まさまさ

電気のパワー…ってなんかカッコいいね。
よし、今日もAI先生、頼むよ！

了解！ではいこう。
Lesson2「電力と熱量」――電気が“働く力”と“生み出す熱”を見ていこう！

電気が仕事をする力（電力）と、それが生み出す熱（熱量）

電気が仕事をする力（電力）と、それが生み出す熱（熱量）

⚡1. 電力とは？

電力とは、電気がどれだけの仕事をする力を持っているかを表す量です。
簡単に言えば、「電気のパワー💪」のこと。

記号：P（💪）
単位：W（ワット）
公式： 電力Ｐ＝電圧Ｖ×電流Ｉ

この式から、同じ電圧でも電流が多いほど大きな電力を使うことが分かります。
またオームの法則（V=I×R）を使うと、電力は次のようにも表せます。

P = I² × R　または　P = V² ÷ R 

🔥2. 電流の熱作用（ジュール熱）

電流が流れると、抵抗のある部分で熱が発生します。
この現象を「電流の熱作用」と呼び、発生する熱の量を「ジュール熱」といいます。

公式
H=I² ×R×t
H：熱量[J]、I：電流[A]、R：抵抗[Ω]、t：時間[s]

この式は「ジュールの法則」と呼ばれます。

たとえばヒーターや電気ストーブは、この熱作用を利用して暖めています。
逆に、配線の発熱などは電気を無駄にしてしまう原因になります。

この公式は以下のような関係を示しています。

H: 発生する熱量（単位：ジュール、J）
I: 抵抗を流れる電流（単位：アンペア、A）
R: 抵抗の値（単位：オーム、Ω）
t: 電流を流した時間（単位：秒、s）

つまり
「発生する熱量 (H) は、電流の二乗 (I²)、抵抗 (R)、および時間 (t) に比例する」という法則を表しています。

ちなみに、ジュールの法則で使われる時間の単位は、国際単位系（SI）に基づき秒（s）を用いるのが一般的です。

⚙️3. 電力量と仕事の関係

電力（W）がどれだけの時間使われたかによって、「電気の仕事量（エネルギー）」が決まります。

公式： W=P×t
電力量（Wh）＝電力（W）×時間（ｈ）

単位は J（ジュール）、またはWh（ワットアワー）を使います。
家庭用の電気メーターは「kWh（キロワットアワー）」で表示されます。

1kWh ＝ 1000W × 3600秒＝ 3600ｋJ

まさまさ

ジュール（J）はｓ（秒）が一般的って言ったけど1kWh ＝ 1000W × 3600秒＝ 3600ｋJはどうなの？

その点について、少し言葉が足りなかったかもしれません。

結論から言うと、1kWh = 1000W × 3600秒 = 3600kJという計算は、正しいです。

ジュールが「秒」（s）を時間の基本単位としているのに対し、キロワット時（kWh）は電力の単位に「時間」（h）を使っているため、計算する際には時間の単位を変換するステップが必要になります。

ただし、単位の組み合わせに注意が必要です。電力量の単位は、電力と時間の単位によって決まります。

単位による違い

電力量の単位がワット秒 (Ws) やジュール (J) の場合
- 電力（P）の単位：ワット（W）
- 時間（t）の単位：秒（s）
- W(J)=P(W)×t(s)
- 1ジュールは1ワットの電力を1秒間使ったときの電力量に相当します。
電力量の単位がワット時 (Wh) やキロワット時 (kWh) の場合
- 電力（P）の単位：ワット（W）またはキロワット（kW）
- 時間（t）の単位：時間（h）
- W(Wh)=P(W)×t(h)
- 家庭で使われる電気料金の計算などで、こちらの単位がよく使われます。

【　例　】

100Wの電球を3600秒（1時間）つけた場合
- W=100W×3600s=360,000J
100Wの電球を1時間つけた場合
- W=100W×1h=100Wh

🧮例題で確認

100Vの電圧で10Aの電流を使う電熱器を、2時間使いました。

消費電力量はいくつ？

まず、電力を計算しています。 P（電力）=100V（電圧）×10A（電流）=1000W

次に、この電力を使って電力量を計算しています。W（電力量）=1kW（１０００電力）×2h（２時間）=2kWh

まさまさ

記号と単位がごっちゃになるね

確かに、記号と単位が混同するのはよくあることです。特に、同じアルファベットが記号と単位の両方に使われる場合、混乱しやすくなります。

記号と単位を区別するポイント

項目	記号	単位
役割	数式の中で物理量を表す「変数」	数値の後に付いて、その物理量の「大きさの基準」を示す
位置	数式の中	数値の後ろ
例	P（電力）や W（電力量）	W（ワット）や Wh（ワットアワー）

混同しやすい記号と単位の例

物理量	記号	単位
電力	P	W (ワット)
電力量	W.E	Wh(ワットアワー) ｋWh(キロワットアワー) J (ジュール)
電圧	V.E	V (ボルト)
抵抗	R	`Ω` (オーム)
時間	ｔ	ｓ(秒)、ｈ(時間)

混同しないための覚え方

「何を表すか」で判断する:
- 計算式の中にあれば、それは記号です。例: W=P×ｔの「W」と「P」と「t」
- 数値のすぐ後ろにあれば、それは単位です。例: 1000Wや 2kWh
文脈で判断する:
- 「電力は1000W」という文章の場合、「1000」という数値の後の「W」は単位（ワット）です。
- 「電力量（W）は、電力（P）と時間（t）の積」という説明の場合、括弧の中の「W」や「P」は記号です。