質問: 電気量(kj)を求める簡単な問題でどちらの式を使った方 電気量(kj)を求める簡単な問題でどちらの式を使った方 が良いか迷ってしまいました。 次の回路において、流れる電流と、抵抗で消費される電力、電流 を1時間流した時の電力量(kj)を求めよ。との問題がありま す。 まず電流はオームの法則でi=v/rでi=10/5=2[a] 次に電力はp[w]=vr×irを使い、p=10×2=20[w] 最後に電力量なのですが w=p×tを使いw=20×3600=72000[w] 電力量のところで「kj・熱量」を求めているので 熱量1[j]=1ws だから 72000[j]=72000[ws] 72000[j]を単位「kj」にしなければならないので 72000÷1000=72kj となりました。 ここでいくつか質問があるのですがまず、電力量の単位は wh・kwh・wsと昔習ったのですが、これであってい るのでしょうか。問題文最後に「電力量(kj)を求めよ」 となっていたので気になってしまいました。 また電力量を求める式もw=p×tでは無く、q=i^2× r×t[ws][j]となっていたのですが、これはどういうこと でしょうか? ちなみにq=i^2×r×t[ws][j]を使うと q=2^2×5×3600=72000 72000j÷1000=72kj と出てきます。答えは同じです。 物理学に質問する内容ではないとは思うのですが、 どうぞよろしくお願いします。
回答: まず、 >次に電力はp[w]=vr×irを使い とありますが、これは、p=v×i ですね。後の計算はそのようになさってますので、単なるタイプミスかな? >電力量の単位はwh・kwh・wsと昔習ったのですが、これであっているのでしょうか 「電力量」とは、電流のする仕事のことで、電力×時間 で計算されます。電力を w で表すか kw で表すかの違い、時間を s(秒) で表すか h(時間) で表すかの違いによっていろんな形で表すことになります。電力会社などでは kwh を使うことが多いのかな? 物理分野では、仕事量の基本単位は j になります。必要に応じて kj もつかいます。 なお、ワットの記号は人名由来なので、小文字ではなく大文字の w です。 >電力量を求める式もw=p×tでは無く、q=i^2×r×t[ws][j]となっていたのですが、これはどういうことでしょうか? まず、電力量を表す文字ですが、最初の式は「仕事量」を表すので work の頭文字 w を使っているのでしょう。仕事量を w で表すのは普通です。 後の式は、熱量を表す q を使っているものと思われます。電流のする仕事を発熱として利用することも多いので、電流による発熱量の式としての表現だと思われます。 (熱量をなぜqで表すのかは知りませんが、慣習的に使われています。) 次に、式の内容ですが、電力p は iv で計算され、さらに v=ir の関係を使えば p = iv = iir = i^2r となるので、実質的に同じ内容を表していることになります。 最後についている単位ですが、[ws][j] とは、[ws] または [j] ということでしょう。 1wで1s電流を流すときの電力量が 1j になります。