【第2種電気工事士】取得解説 Vol.7 筆記編5 電力と熱エネルギーの関係

今回は電力と熱エネルギーの関係について解説します。

以前電力の式などについては少し触れましたが、今回は熱エネルギー(ジュール)や電力量の解説もしていきます。

導入編や以前の記事を読まれていない方は、まずはそちらの記事をご覧ください。

目次

電気による熱エネルギー

抵抗に電圧がかかり、電流が流れると熱(熱エネルギー)が発生します。

熱エネルギーは次の式の通りです。

$$Q=I^2R t$$

Q[J](読み:ジュール):熱エネルギー、I[A]:電流、R[Ω]:抵抗、t[s]:時間(秒)

電力の式は、次の通りでした。

$$P=VI$$

電圧Vの部分をオームの法則(V = IR)で書き換えると、

$$P=I^2R$$

となります。

先ほどの熱エネルギーの式の部分と重なる部分(I2R)がありますね。

これを熱エネルギーの式に当てはめると、

$$Q=Pt$$

となり、電力に時間をかけたものが熱エネルギーになる、という事が分かります。

ジュールというとなんだかピンとこないかもしれませんが、電力量という言葉は多く聞くと思います。

電力量も、電力に時間をかけたものです。

つまり、

$$1[J]=1[Ws]$$

となります。

1[Ws]の読みは、1ワットびょう(秒)や1ワットセカンドと読みます。
※セカンドはセコンドという人もいます。

よく見かける1[kWh]の読みは、1キロワットじ(時)や1キロワットアワーで、3,600,000[Ws]と同じです。(60秒×60分×1,000)
※1[kWh]=1,000[Wh]=3,600[kWs]=3,600,000[Ws]

単位をみるとWやsなどの単位の組み合わせで、どのような意味で計算されているのか分かります。

問題を解くヒントになるかもしれませんので、困ったときは単位の構成も見ると良いでしょう。

まとめ

電圧、電流などの電気っぽいワードから、熱エネルギー、ジュールというワードが出てきてちょっと混乱してしまうかもしれませんが、要は電力量と式は同じです。

試験問題で熱エネルギーの問題が出てきても、落ち着いて解いていきましょう。

次回は直流回路の過去問題を解説していきます。

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