電力と電力量
カワウソ先生電力は「1秒あたりの勢い」、電力量は「使った時間ぶんの合計」。単位のWとWhで区別しよう。
30秒でつかむ
- 電力Pは、電圧Vと電流Iをかけたもの(P=VI)。単位はW(ワット)で、1秒間に電気がする仕事(新しいタブで開きます)の量を表す。
- 電力量は、電力に使った時間をかけたもの。単位をWh(ワット時)で表すときは、時間を時間(h)の単位で入れる。
- 電力が大きいほど、または使う時間が長いほど、電力量(使った電気の量)は大きくなる。
詳しく
公式
電圧をV、電流をIとすると、電力PはP=VIで求められる(単位W)。
電力量は、電力に使った時間tをかけたもの。時間を時(h)の単位で入れると、電力量=P×t(単位Wh)になる。
電力量は、電気がした仕事の総量。すべて熱に変わる電熱線では、発生する熱量(単位J)も電力量と同じ値になる。
例題
例題1:100Vの電圧で5Aの電流が流れる電気ストーブの電力は? P=VI=100×5=500W。
例題2:1200Wのヘアドライヤーを0.5時間(30分)使ったときの電力量は? 電力量=1200×0.5=600Wh。
例題3:600Wの電子レンジを10分間(10/60時間)使ったときの電力量は? 電力量=600×(10/60)=100Wh。
なぜそうなるか
電圧は電気を送り出す力、電流は電気の流れる量。この2つをかけると、1秒間に電気がする仕事の量(勢い)になり、これが電力。
電力量は、電力という勢いを、使った時間の分だけ積み重ねた量。同じ電力でも長く使うほど、合計で使う電気の量は増える。
電気ポットのように電気を熱に変える道具では、使った電力量の分だけ熱が発生する。電力量と熱量の単位がどちらもジュールで表せるのは、電気のエネルギーが熱のエネルギーに変わるため。
確認問題
確認問題(解答用紙)
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/electric-power-and-energy/?from=print#quiz
100Vの電圧で5Aの電流が流れる電気ストーブの電力はどれか。
- ◯ 0.05W
- ◯ 20W
- ◯ 105W
- ◯ 500W
正解:500W
電力P=VI=100×5=500W。1200Wのヘアドライヤーを0.5時間(30分)使ったときの電力量はどれか。
- ◯ 60Wh
- ◯ 600Wh
- ◯ 1200.5Wh
- ◯ 2400Wh
正解:600Wh
電力量=電力×時間=1200×0.5=600Wh。600Wの電子レンジを10分間(10/60時間)使ったときの電力量はどれか。
- ◯ 60Wh
- ◯ 100Wh
- ◯ 610Wh
- ◯ 6000Wh
正解:100Wh
10分は10/60時間。電力量=600×(10/60)=100Wh。電力の単位はどれか。
- ◯ Ω(オーム)
- ◯ A(アンペア)
- ◯ V(ボルト)
- ◯ W(ワット)
正解:W(ワット)
電力P=VIの単位はW(ワット)。Aは電流、Vは電圧、Ωは抵抗の単位。
単元のポイント
- 電力 P=VI。単位はW(1秒あたりの仕事)
- 電力量 電力×時間。単位はWh・kWh
- W(ワット) 電力の単位
- Wh(ワット時) 電力量の単位