初見の回路資料から器具ごとの電力を説明しよう

初見の回路問題では、回路図から同じ器具のVとIを取り出し、表の単位をそろえ、P＝VIで計算します。最後に電力が一秒あたりの変換量であることへ戻って結果を説明します。

このレッスンの役割

「電力を電圧と電流から求める」の最終段階です。測定、P＝VIの意味、未知量計算、誤答修正を統合します。今回は複数の器具がある回路資料から器具ごとの電力を求めます。次の「電力量は電力×時間」へ、一秒分を時間だけ積み重ねる基礎を渡します。

順番は、①求める器具を囲む、②その両端電圧を書く、③その器具を流れる電流を書く、④Aへ換算する、⑤P＝VI、⑥Wの意味で説明、です。

図のXは6×0.4＝2.4 W、Yは6×0.7＝4.2 Wです。Yは一秒に4.2 J、Xは一秒に2.4 Jを変換します。同じ種類の器具なら、Yの方が同じ時間により多く光や熱などへ変換すると予測できます。

ただし、目的や効率の異なる器具では、電力だけで明るさや性能を断定できません。電力は入力された電気エネルギーの変換速度を示します。

直列回路で電源12 V、器具Aの両端4 V、電流0.5 Aなら、Aの電力は4×0.5＝2 Wです。12×0.5＝6 Wは回路全体の電力であり、Aだけの値ではありません。

誤答を見つけたら、使ったVとIの住所を回路図へ戻して印を付けます。式の形より先に、値が同じ対象を表しているか確認します。

確認1：並列回路の各枝に共通する量は？

各枝の両端に加わる電圧です。

確認2：6 V・300 mAの器具の電力は？

300 mA＝0.3 Aなので、P＝6×0.3＝1.8 Wです。

確認3：電力に時間を掛けると次に何が求まりますか？

その時間に変換した電気エネルギーの総量、つまり電力量が求まります。

器具ごとのVとIを正しく対応させれば、初見回路でもP＝VIを意味付きで使えます。次は一秒分の電力を時間だけ積み重ね、電力量を求めます。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。