電力

電力の定義

仕事で得られる力とエネルギーは、一定の時間間隔で行われた仕事として定義されます。仕事はエネルギー変化の過程であるため、力は一定の時間間隔で発生するエネルギーの変化として理解できます。

電力とは、一定時間内に生じる電気エネルギーの変化のことである。電位に関する解説では、電荷が電位差を通過する際に、電気ポテンシャルエネルギーが変化することが説明されている。

電力の式

数学的には、電気ポテンシャルエネルギーの変化(ΔEP)は電荷(Q)と電圧(V)に比例し、ΔEP = Q V という式で表されます。

電力とは、一定時間間隔における電気的位置エネルギーの変化であり、数式1で表されます。

電力1

ある一定時間内に流れる電荷は電流であり、数学的には I = Q/t という式で表されます。式1は式2のように変更できます。

電力2

これら2つの式に基づくと、電流が一定の電位差を通過する際に、一定時間内に電気エネルギーが変化することがわかります。電力は電流と電位の強さに比例するため、電流と電位が増加すれば、電力も増加します。

電気抵抗が一定の抵抗器に電流が流れる場合、電力は式3または式4を使用して計算できます。

電力3

電力の単位

式1に基づくと、国際単位系におけるエネルギーの単位はジュール、時間の単位は秒であるため、電力の単位はジュール/秒(J/sと略記)となります。ジュール/秒はワットとも呼ばれます。1ワット=1ジュール/秒です。

式2に基づくと、電位の単位はボルト、電流の単位はアンペアなので、電力の単位はボルトアンペア、略してVAとなります。

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