熱量と抵抗の関係性

抵抗と電流、それによる熱についての質問です。

ネット等読むと暖かいヒーターを作るにはより大きな抵抗値を持つものを使えばよいというようにあります。しかし実際計算すると抵抗が低い方が熱量が高く思います。以下に例を記載します。
例）
電圧500V、抵抗500Ωの回路を作成した場合：
流れる電流A＝500V/500Ω＝1A
これを1秒間流した場合　熱量Q＝R*I^2*ｔより500Ω×1Ａ^2*1秒＝500Ｊ

同条件で抵抗100Ωの回路作成した場合：
流れる電流A＝500V/100Ω＝5A
これを1秒間流した場合　熱量Q＝R*I^2*ｔより500Ω×5Ａ^2*1秒＝2500Ｊ

となり、ネットで出てくる情報と矛盾が生じます。
これはなぜでしょうか。かんがえがそもそも間違っているのでしょうか。
教えていただけますと幸いです。

No.8 回答者： tknakamuri 回答日時： 2025/02/20 13:35

商用電源の内部抵抗は 0.2～0.5 Ω なので、仮に 0.5 Ω とすると

ヒータの抵抗値が 0.5 Ωの時取り出せる電力が最大になり、
100 V だと電流は 100 A になるから、ヒータには 5 kW の熱が発生する。

ヒータの抵抗値が 0.5 Ωを超えると取り出せる電力は減る。

現実問題として、ヒータに 5kW もいらないし、ブレーカーが落ちてしまうので、ヒーターの抵抗値はもっと大きくしないと実用にならない。
つまりヒーターには適度な抵抗が必要。

No.7 回答者： xs200 回答日時： 2025/02/19 15:23

間違ってます。

書き間違いだろうけど抵抗が500 Ωに化けてます。
>同条件で抵抗100Ωの回路作成した場合：
>流れる電流A＝500V/100Ω＝5A
>これを1秒間流した場合　熱量Q＝R*I^2*ｔより500Ω×5Ａ^2*1秒＝2500Ｊ

あなたに倣って例
例)
電流 5 A、抵抗 500 Ω
R*I^2*ｔより500*5*5*1=
同条件で抵抗100 Ω
100*5*5*1=

定電圧源ではなく定電流源を使えば、抵抗の大きい方が発熱量は大きい。

前提を決めないとどちらが正しいかは答えられません。

No.6 回答者： stomachman 回答日時： 2025/02/19 14:53

「暖かいヒーターを作るにはより大きな抵抗値を持つものを使えばよい」のなら、電池の両極を絶縁体で繋げばあったかいか？そんなわけあるかい、と考えてみるんです。

計算するまでもありませんね。ダメ押しに、電池の両極を導線でショートすれば電池が燃えるぐらい熱が出るよな、と思い至れば、その「ネットで出てくる情報」があったかいクソであることは明らかでしょう。

No.5 回答者： yhr2 回答日時： 2025/02/19 14:17

＞より大きな抵抗値を持つものを使えばよい

「どのような条件下で」の話なのかを明確にしないといみがありません。

発熱量は、消費電力に比例するので
　W = IE
ですが、オームの法則から
　E = IR
より
　W = I^2･R = E^2 /R
です。

I^2･R では「R に比例」
　たとえば「I が一定」なら「R が大きいほど発熱が大きい」
E^2 /R では「R に反比例」
　たとえば「E が一定」なら「R が大きいほど発熱が小さい」

ということになりますから。

No.4 回答者： isoworld 回答日時： 2025/02/19 14:04

ネットで出てくる情報は、誰が書き込んだか不明であり、信用してはいけません。

ネット情報は、ウソ、デタラメ、虚偽、フェーク、でまかせ、インチキ、ハッタリ、でっちあげ、ペテン、大ぼら、だまし、作り話…の塊だと思わないとね。

そんなものを信用すること自体が間違いです。

No.3 回答者： fxq11011 回答日時： 2025/02/19 12:38

消費電力Wで表現されます

W＝電力、I＝電流、E＝電圧、抵抗＝Rとすれば
W＝I×E
オームの法則
E＝I×Ｒ
二つの式どちらもEがありますEはI×Ｒで置き換え可能
Ｗ＝Ｉ×Ｉ×Ｅ→Ｗ＝I²×E
これは電流が２倍になれば消費電力は４倍になります
そこで
E＝I×Ｒを思い出して考えれば、電圧が同じならＲ(抵抗)が大きくなればＩ(電流)が少なくなりますね
Ｗ＝I²×E
この式に仮定の数値を入れてけいさんすれば
400＝２²×100　そこで高い抵抗（２倍の抵抗）で電流が半分になれば・・半分の１でぇ尾さんすれば
１²×100＝100(ｗ)
熱変換効率100％の理想的変換器とすれば、消費電力＝発熱量ですが、１/4 になっちゃいました。
多分あなたの計算結果と同じではないかと思います。
※ネット情報は「E＝I×Ｒ」これを無視してしまっているんです。
　抵抗を大きくしても流れる電流は同じ、と思い込んでいるだけ。
　抵抗を２倍にして、同じ電流を流すためには電源電圧を２倍にする必要が
あります、そこまで頭が回っていない人の情報を信じてしまったけ？。

電源電圧が同じの時
抵抗が半分になれば、電流は２倍になります。
電流が2倍になれば効果としての消費電力は電流の二乗に比例するので４倍になりますね。
あなたの計算で合っています。
電源電圧が同じ場合は抵抗を小さくして電流を多くする方が発熱量が多くなります、それなりに太い配線が必要、大型になる可能性大。

No.2 回答者： lv4u 回答日時： 2025/02/19 11:42

>>暖かいヒーターを作るにはより大きな抵抗値を持つものを使えばよい

そんな記述は目にしたことありません。
計算されて確認されていますが、それは単純に間違いですね。

No.1 回答者： mimon01 回答日時： 2025/02/19 11:41

貴方の計算が正しくて、ネットの情報が間違っているだけです。

定電流なら抵抗値が大きい方が発熱量も増えますけれども、そんなヒーターは見た事がありません。