学習記録

電力量と単位についてのメモ(学習記録3/29~4/4)

先日から橋元の物理の「電磁気」について勉強しています。

その中で、「電力量」について復習していると、「W(ワット)」、「J(ジュール)」、「kWh(キロワットアワー)」と、単位が3つ出てきました。少しまとめておきたいと思います。

W(ワット)

3つの単位の中で「W(ワット)」だけが電力を表す単位です。(後述しますが「J(ジュール)」、「kWh(キロワットアワー)」は電力量の単位です)

電力とは、「電流が1秒あたりにする仕事の量(=1秒間に消費する電気の量)」のことなので、例えば電力が1200Wのドライヤーなら1秒あたりに1200Wの電力を消費しているのですね。

J(ジュール)

J(ジュール)は、電力量の単位で、「電流がt秒あたりにする仕事の量(=t秒間に消費する電気の量)」を表します。

先ほどのWが「1秒あたりにする仕事の量」を表すのに対して、Jは「t秒」、すなわち「ある一定時間内の電流の仕事の量」を表しているのですね。

そのためWとJには下記の関係が成り立ちます。

\(W=\frac{J}{s}\)

\(J=W \times s\)

例えば電力が1200Wの電化製品を3分間(=180秒)使用した場合の電力量は、

\(1200[W] \times 180[s] = 216000[J]\)

となりますね。

kWh(キロワットアワー)

橋元の物理に出てくるのは「W(ワット)」と「J(ジュール)」の2つだけなのですが、ウェブで電気料金の計算方法について検索すると、「kWh(キロワットアワー)」という単位が出てきます。

まず、説明するまでもないですが、長さの単位「km」と「m」の関係と同じように、

\(1kWh(キロワットアワー) = 1000Wh(ワットアワー)\)

という関係が成り立ちます。

そして、「Wh(ワットアワー)」は「電流がt時間あたりにする仕事の量(=t時間に消費する電気の量)」を表します。

例えば電力が1200Wの電化製品を2時間使用した場合の電力量は、

\(1200[W] \times 2[h] = 2400[Wh]\)

となります。

これをkWhに換算すると、

\(2400[Wh] \div 1000 = 2.4[kWh]\)

となりますね。

J(ジュール)をkWh(キロワットアワー)に変換するには

JもkWhも電力量を表すため、互いに変換が可能です。

  • \(1h = 3600s\)
  • \(1kWh = 1000Wh\)

より、

\(1kWh = 3600000J = 3.6 \times 10^6J\)

となりますね。

  • W(ワット)は電力を表す単位。
  • J(ジュール)とkWh(キロワットアワー)は電力量を表す単位。
  • WとJの関係式は、\(W=\frac{J}{s}\)
  • JとkWhの関係式は、\(1kWh = 3.6 \times 10^6J\)

どうぶつでんき

参考サイト

学習記録3/29~4/4

学習時間

  • 学習時間 46:55

視聴ビデオ

  • 橋元の物理 (66)~(74)
  • 2531 行動と修正の繰り返し
  • 2816 ベッキープラグイン

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