ボルト(V)。
日常生活でも良く使う、電圧に関する単位ですよね。
あいちゃんとけいくんも悩んでいますが、何気なく使っているボルトという単位がどのように定義されているのかは、あまり気にしたことが無くて分からないところがありますよね。
そこで今回は、電圧の単位「ボルト(V)」の定義について、イラストを用いながら分かりやすく解説していきます。
合わせて、電圧に関する豆知識についても触れていますので、ぜひ最後まで読んでみてくださいね(^^)
ボルトの定義
それでは早速ですが、まずは１ボルトの定義を見ていきたいと思います。
こちらです。
１アンペアの電流の流れの中で、ある２点間の消費電力が１Wとなるときの電圧を１ボルトとする。
分かりやすいようにイラストにすると、下記のようになります。
このように、電圧の単位であるボルトは、電流の単位であるアンペアと仕事率の単位であるワットによって定義されています。
ちなみに、このような定義をするためには１アンペアと１ワットの大きさが正確に決められている必要がありますが、その大きさはそれぞれ下記のように決められています。
- 【１アンペア】１秒間に電子が約624京個通過する電流
- 【１ワット】１秒間に１ジュールのエネルギーが発生する仕事率
電圧の単位であるボルトは、アンペアとワットが先にあって、それを使って定義された単位だったのですね。
※アンペア、ワットの定義についても別ページで詳しくお伝えしていますので、興味のある方はこちらにも遊びにきてくださいね。
けいくん、あいちゃんもまだしっくり来てないみたいですが、電気は目に見えないのでなかなかイメージしづらいところがあります。
なので次の章では、電気を水の流れに例えて分かりやすく解説していきたいと思います！
ボルトの定義を分かりやすく
この章では、電気を水の流れに例えて、１ボルトの定義を改めてみていきたいと思います。
電気を水の流れに例えると、電流アンペア、電圧ボルト、電力ワットはそれぞれ次のように表すことができます。
- 電流アンペア＝水の流量
- 電圧ボルト＝水の落差
- 電力ワット＝水車のする仕事率
このように例えた場合、１ボルトの定義をイラストにしてみると、下記のようになります。
電流は水の流量になりますから、１アンペア分の水が流れていることになります。
そして、電圧は水の落差になりますから、水車前後の水の高低差になります。
その高低差を色々と変えていったときに、ちょうど水車のする仕事率が１ワットになるときの高低差が、１ボルトと定義されているわけです。
高低差が大きくなる（電圧が大きくなる）と、同じ１アンペア分の水量でも、落差が大きくなって水車を回す力が増えるので、水車のする仕事率も大きくなります。
反対に、高低差が小さくなる（電圧が小さくなる）と、同じ１アンペア分の水量でも、落差が小さくなって水車を回す力が減ってしますので、水車のする仕事率も小さくなります。
その間の、ちょうど１ワット分の電力になるようなポイントの電圧が、１ボルトなのですね。
電圧に関する豆知識！
最後の章では、これまで学んできた電圧に関する豆知識をお伝えしたいと思います。
１ボルトの電圧の大きさ
１ボルトの電圧の大きさの目安となるのが、乾電池の電圧です。
一般的な乾電池の電圧は1.5Vに設定されていますから、ほぼ1ボルトの電圧になるのですね。
乾電池を手で触ってもまず感電などすることはありませんから、１ボルトの電圧で人間が危険な状態になる心配は無さそうです。
でも、乾電池を使った製品では、懐中電灯やラジオ、おもちゃなど様々なものが身近で大活躍していますから、１ボルトの電圧もかなり私たちの生活のお役に立ってますね！
おうちの電気の電圧
おうちに来ている電気の電圧は、100Vまたは200Vになります。
普通や100Vですが、大容量のエアコンやIHクッキングヒーター、電気給湯器など、ハイパワーが必要になる家電製品は200Vで動いています。
このくらいになると、油断すると感電して痛い思いをすることもありますから、そのようなことにならないように気をつけなければなりませんね。
※おうちの電気の特徴である交流や、配電方法である単相３線式についても別ページで詳しくお伝えしていますので、興味のある方はこちらにも遊びにきてくださいね。
静電気の電圧
特に冬場に襲ってくる、ピリッとイターイ 静電気の電圧は、なんと約3000Vもあります。
あんな小さくてかわいい静電気は、実は驚きの電圧が隠されていたのですね。
3000Vの電圧は普通の電気では命に関わる高電圧ですが、静電気だと一瞬で電気が流れて電圧が解消されるので、バチッという痛さだけで済むのです。
雷の電圧
雷の電圧は、やはりイメージ通りものすごい電圧で、およそ１億ボルト前後になります。
１億ボルトの電圧とか、もはや大きすぎてイメージすら湧きません。
こんな高電圧な雷に撃たれたら人間はひとたまりもありませんから、雷が鳴り出したら、撃たれないように細心の注意を払わなければなりませんね。
※雷までの距離を知る方法、落雷から身を守る方法についても別ページで詳しくお伝えしていますので、興味がある方はこちらにも遊びにきてくださいね。
まとめ
以上で、電圧の単位である「ボルト(V)」についての話を終わります。
まとめると、下記の通りです。
- ボルトは、アンペアとワットから定義されている
- １アンペアの電流で１ワットの電力が発生しているとき、その両端の電圧が１ボルトとなる
- １アンペアと１ワットの大きさは正確に決まっている
- １ボルトの大きさの目安は、乾電池で発生する電圧
- おうちにきている電気の電圧は、100Vまたは200V
電圧の単位であるボルトは、おうちに来ている電気や乾電池など、身近なところにたくさん隠れていますので、ボルトの定義を思い出しながらそれらを見ていると、いつもと違って楽しくなるかもしれませんね(^^)
おまけ
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