
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa4793592.html
こちらの質問の少し角度を変えたような質問なのですが、電力はなぜ電圧と電流の積なのでしょうか?
電圧が大きければ電流もたくさん流れると思うのですが、それならどちらか一方でいい気がするのですが、なぜそれらをかけた電力という値があるのでしょう?
No.3ベストアンサー
- 回答日時:
電圧が大きくなっても電流が大きくなるとは限りません。
例えば、人間は100mA程度の電流が流れると致命傷になるそうですが、
一方で電流量が少なければ1万V程度でも軽い感電程度で済みます。
というか静電気でも1~2万Vの電圧が発生することがよくあります。
元の質問では滝で説明されていますが、別の例えとして自動車(ミッション車)で説明しましょう。
平坦な道であれば、大してアクセルを噴かさなくても、トップギアで高速で走れます。
逆に急な上り坂であれば、1stなどのローギアでゆっくり走らないと登ることが出来ません。
これはそのまま、「同じ電力でも電圧と電流のバランスで特性が違う」ことをモデル化しています。
例えば放電(雷に相当する現象)をするには絶縁崩壊を起こすために、少ない電流でも高い電圧が必要になります。
逆に光や熱を発生させるには、低い電圧でも大きな電流が必要となります。
そのために「電圧もしくは電流だけを電力の指標とする」ことは出来ないのです。
No.7
- 回答日時:
電流を水量、電圧を落差に置き換えれば分かりやすい
1メートルのところから落ちてくる1リットルの水と1万リットルの水を比べると打たれたときどちらから受ける力が強いか
1リットルの水が落ちてくるとき1メートルから落ちてくるときと10メートルから落ちてくるときでは打たれたときどちらが強いか
水量だけでは力が無い、落差だけでも力は無い
水量と落差の両方があってはじめて力となる
電力もこれと同じ
電圧という落差と電流という水量の二つの値が無ければ力とはならない
お分かりかな?
No.6
- 回答日時:
こんばんは。
>>>電力はなぜ電圧と電流の積なのでしょうか?
基本を述べたいと思います。
電力の単位は、W(ワット)ですよね。
ところが、仕事率の単位も、Wです。
どちらも、単位時間当たりのエネルギーという共通の次元です。
なぜ、そうなるか?
まず、
1C(いちクーロン)の電荷に対して、1N(いちニュートン)の力がかかるような電界の強さは、1N/C(いちニュートン・パー・クーロン)です。
これを磁界にたとえるならば、磁石に近いところにある鉄釘は磁石にくっつきやすいですが、これは、磁場が強いほど鉄釘にかかる力が大きいからです。
導線の中で電子が動くのは(流れるのは)、導線の中に、電源電圧に起因する電界があるからです。
さて、
この「1N/C」という電界は、「1V/m」(いちボルト・パー・メートル)という電界でもあります。
なぜならば、1V/mというのは、1m進むごとに電圧が1V変わるという勾配を表しているからです。
考え方は、等高線のある地図と全く同じことです。
電気関係の単位系というのは、N、C、V、m という単位が、お互いにそういう関係になるように、うまく定められているのです。
これを式で書けば、
1N/C = 1V/m
です。
両辺に1Cをかければ、
1N = 1VC/m
となります。
1Nの力で1メートル動かす仕事(エネルギー)は、1Nに1mをかければ求まります。
つまり、
1J(いちジュール) = 1Nm
ですが、上述したとおり、1N = 1VC/m なのですから、
1J(いちジュール) = 1VC/m × 1m = 1VC
です。
このように、1Jの仕事やエネルギーを電気の単位で表せば、1VC となります。
1秒当たり1Jの仕事やエネルギーは、1VC を 1s で割ればよいです。
1J = 1VC
両辺を 1s で割って
1J/s = 1VC/s
左辺の 1J/s は、1秒当たりの仕事・エネルギーなので、1W に等しいです。
右辺の C/s は、(1Vの電圧のもとで)1秒当たりに 1C の電荷が移動することを表すので、それはまさに1アンペアのことです。
よって、
1J/s = 1VC/s
は、
1W = 1V×1A
と書き換えることができるということなのです。
<蛇足>
VA(ボルトアンペア)という単位は、法令では皮相電力の単位としてしか使えない決まりになっています。
ですから、売買契約書や試験の答案に「消費電力は100VA」と書くのはまずいので注意しましょう。
(あくまでも電力の単位はワットです。)
>>>電圧が大きければ電流もたくさん流れると思うのですが、それならどちらか一方でいい気がするのですが、
>>>なぜそれらをかけた電力という値があるのでしょう?
まず、上述したことから、電力すなわち単位時間当たりの仕事・エネルギーは、
電圧に電流をかけたものでなければいけないことをおわかりになったかと思います。
たとえば、
・100ボルトのコンセントに差して使う電流が7アンペアのヘアードライヤー
・乾電池4本(1.5×4=6ボルト)で電流が0.2アンペアのポータブルラジオ
のように、電圧も電流も異なるもの同士で、「こちらの方の消費電力が○○倍大きい」という比較を行うとき、
当然ながら、電圧と電流との掛け算でワットを求めることになります。
以上、ご参考になりましたら幸いです。
No.5
- 回答日時:
>2倍の電圧がかかれば4倍の電力がかかることに
なります。
電力の公式を変形してやればすぐ出て来ます。
P=VI
=V*(V/R)
=V^2/R
電圧を2倍にしたら
P=4V^2/R
となり電力は4倍になります。
・・・・ただ、ポットの回路が2倍の電圧に耐えられるかどうかは疑問ですが。
回答ありがとうございます。
ということは、その数字の上だけで考えれば、2倍の電圧をかけると、ポットは4倍の力を発揮する(笑)ということになるのでしょうか?
No.4
- 回答日時:
電流=単位時間(1s)当たりに通過する電気量〔C/s〕
電圧=電位差=単位電気量(1C)当たりの位置エネルギーの差〔J/C〕
※電位=単位電気量(1C)当たりの位置エネルギー〔J/C〕
ってことを考えると
電流×電圧=単位時間(1s)当たりに消費される位置エネルギー=電力
となるわけですね。
>電圧が大きければ電流もたくさん流れると思うのですが、それならどちらか一方でいい気がするのですが、なぜそれらをかけた電力という値があるのでしょう?
例えば抵抗値が一定なRの場合、V=RIなのですから
電力P=VI=RI^2=V^2/R
とIかVのどちらか一方のみで表すことも可能です。
ただ、「一方でいい」≠「一方に比例する」
ってわけでなないのでご注意を。
運動エネルギーだって、(質量と)速さで決まるわけですが
mvではなく(1/2)mv^2となるわけですから。
皆さん、回答ありがとうございます。
理解が悪くてすみません。もう少し質問させてください。
例えば、「100V,870W」のポットがあったとします。これは、100Vかけるとこのポット(抵抗?)に、87A流れる、ということだと思います。
もし、このポットに200Vの電圧をかけたら、I=V/RでRは一定だから、電流も倍流れるということになるのでしょうか?そうなると、電圧・電流ともに倍だから、4倍の電力がかかるということになるのでしょうか?
No.2
- 回答日時:
それは同じ電気ポット(抵抗値)の場合ですよね。
#現実的には抵抗値は温度によって変化しますし、また過大電圧を加えると焼ききれる(壊れる)、などの問題はあります。
たしかに、AC100Vで使っている分には流れる電流がわかればそれで電力は求まります。
ただ、(いろんな電圧、電流の組あわせがあるうちで)同じだけの仕事、たとえば100gの水(20℃)を沸騰させる(100℃にする)のに、1Vの電源(電圧)でも100Vでも同様に行える能力ということで電力を考えればいいかと思います。
No.1
- 回答日時:
直流では電圧×電流ですね
交流だと電圧×電流×力率ですね
電圧が大きいと電流は小さくなります(あくまで負荷に対して)
回路をみればわかりますが
入力があって負荷があって出力があります
入力が決まってしまえば負荷の電圧、電流も決まります
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 電気工事士 【電気】柱状トランス変圧器の疑問です。 質問1 柱状トランス変圧器には+と−と±の記 1 2023/07/02 17:39
- 物理学 電力損失(抵抗損失)について質問です。 14 2023/05/22 17:51
- 工学 (1)抵抗値が30(Ω)のニクロム線がある。これにある電圧を加えて消費電力を測定したところ300(W 1 2022/11/07 14:12
- 工学 (1)抵抗値が30(Ω)のニクロム線がある。これにある電圧を加えて消費電力を測定したところ300(W 1 2022/11/07 14:35
- バッテリー・充電器・電池 小型シール鉛蓄電池の放電後の電池電圧について教えてください。 5 2022/09/08 10:10
- 工学 交流回路の電流と電圧の位相について 7 2023/02/12 22:44
- 工学 この問題の解き方と答えを教えてください! サイリスタ単相半波整流回路の入力電圧が実効値200Vの正弦 2 2022/12/17 18:00
- 物理学 写真の赤線部では交流回路でのコイル、コンデンサーはそれぞれ (電圧の実効値)=(リアクタンス)×(電 4 2023/07/28 16:00
- 物理学 以前にも似たような質問をさせていただいたのですがもう一度質問させていただきます。 写真の青線部につい 7 2023/07/24 16:14
- 工学 電気の問題に関して質問です。 電圧出力で、アイソレータから5vが出力されているとき、接続機器の入力抵 1 2022/06/03 12:50
おすすめ情報
- ・漫画をレンタルでお得に読める!
- ・昔のあなたへのアドバイス
- ・字面がカッコいい英単語
- ・許せない心理テスト
- ・歩いた自慢大会
- ・「I love you」 をかっこよく翻訳してみてください
- ・ゆるやかでぃべーと タイムマシンを破壊すべきか。
- ・はじめての旅行はどこに行きましたか?
- ・準・究極の選択
- ・この人頭いいなと思ったエピソード
- ・「それ、メッセージ花火でわざわざ伝えること?」
- ・ゆるやかでぃべーと すべての高校生はアルバイトをするべきだ。
- ・【お題】甲子園での思い出の残し方
- ・【お題】動物のキャッチフレーズ
- ・人生で一番思い出に残ってる靴
- ・これ何て呼びますか Part2
- ・スタッフと宿泊客が全員斜め上を行くホテルのレビュー
- ・あなたが好きな本屋さんを教えてください
- ・かっこよく答えてください!!
- ・一回も披露したことのない豆知識
- ・ショボ短歌会
- ・いちばん失敗した人決定戦
- ・性格悪い人が優勝
- ・最速怪談選手権
- ・限定しりとり
- ・性格いい人が優勝
- ・これ何て呼びますか
- ・チョコミントアイス
- ・単二電池
- ・初めて自分の家と他人の家が違う、と意識した時
- ・「これはヤバかったな」という遅刻エピソード
- ・ゴリラ向け動画サイト「ウホウホ動画」にありがちなこと
- ・泣きながら食べたご飯の思い出
- ・一番好きなみそ汁の具材は?
- ・人生で一番お金がなかったとき
- ・カラオケの鉄板ソング
- ・自分用のお土産
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
インバーター
-
定格電圧とはどういう意味ですか?
-
電圧があるのに電流がない状態...
-
50kVAとは
-
接地側電線は、なぜ検電できな...
-
無電圧接点の延長距離
-
電圧と周波数の関係を教えて下...
-
400V? 420V? 440V? 規格は?
-
シャントトリップについて
-
電球の明るさは 電圧、電流 ...
-
進み力率で機器を運用しても問...
-
電圧は、大きい?強い? 電流は...
-
電気のテスタに書かれている「C...
-
直流仕様に交流をつなぐと・・・。
-
バッテリを直列に接続すると容...
-
モーターの抵抗値
-
直流安定化電源のcv、ccの使い...
-
「電圧が高くても電流が低けれ...
-
対地電圧150V 越えるって、どう...
-
電流の「I」って,英語(?)...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
電球の明るさは 電圧、電流 ...
-
電圧があるのに電流がない状態...
-
電圧は、大きい?強い? 電流は...
-
インバーター
-
定格電圧とはどういう意味ですか?
-
電圧と周波数の関係を教えて下...
-
電流の「I」って,英語(?)...
-
接地側電線は、なぜ検電できな...
-
400V? 420V? 440V? 規格は?
-
シャントトリップについて
-
50kVAとは
-
「電圧が高くても電流が低けれ...
-
中学理科でオームの法則を計算...
-
直流仕様に交流をつなぐと・・・。
-
直流モーターにかける電圧を上...
-
dBμV/mとdBμVとdBm
-
無電圧接点の延長距離
-
正弦波交流回路の電圧波形vと電...
-
電気のテスタに書かれている「C...
-
LANケーブルの許容電流と電圧に...
おすすめ情報