電力・電圧・電流。
日常生活でも良く出てくる、電気に関する用語ですよね。
この３つは、それぞれ下記のような単位で表されます。
- 電力＝W（ワット）
- 電圧＝V（ボルト）
- 電流＝A（アンペア）
そしてそれぞれ関係性が有り、２つの数値が分かれば残り１つの数値を計算できるという特徴があります。
このページでは、そんな電力・電圧・電流の計算方法を徹底解説をしていきます！
また、「ペイの法則」という面白い覚え方も紹介していますので、ぜひ最後まで読んでみてくださいね(^^)
電力・電圧・電流の計算方法
それでは、早速ですが電力ワット(W)、電圧ボルト(V)、電流アンペア(A)の計算方法をお伝えします。
こちらです。
- 電力(W)=電圧(V)×電流(A)
- 電圧(V)=電力(W)÷電流(A)
- 電流(A)=電力(W)÷電圧(V)
この３つの公式が、電力・電圧・電流それぞれの計算式です。
第１章では電力計算の公式が分かりましたので、次の章からは、公式の簡単な覚え方と、電力計算の例題を詳しくお伝えしていきます(^^)
分かりやすい「ペイ」の法則！
この章では、電力・電圧・電流の計算式の分かりやすい覚え方をお伝えします。
それは、「ペイの法則」です。
私が中学生の時、理科の先生が教えてくれてすごく分かりやすかったので、ここでご紹介したいと思います。
電力・電圧・電流は、その値を表す時に、それぞれ次のような記号を用いることが良くあります。
- 電力(W)の値＝「P」
- 電圧(V)の値＝「E」
- 電流(A)の値＝「I」
実は電力・電圧・電流の公式は、距離・速さ・時間の公式で有名な「はじきの法則」と全く同じ形をしているのです。
そして、はじきの法則のようにしてみると、電力・電圧・電流はこうのようになります。
そうすると、「PEI」という単語の並びになるので、語呂合わせで「ペイの法則」となるのですね。
そして「ペイの法則」を見ると、すぐに電力・電圧・電流の公式を思い出せます。
- P=EI（電力＝電圧×電流）
- E=P/I（電圧＝電力÷電流）
- I=P/E（電流＝電力÷電圧）
試験中などで緊張しているときは公式をど忘れしてしまうことが良くあると思いますが、この覚え方ならすぐに思い出せるので、試験中でも安心ですね(^^)
※本家「はじきの法則」についても別ページで詳しくお話していますので、興味のある方はこちらのページにも遊びに来てくださいね。
計算の例題
ここまでは計算の仕方を学んできましたので、ここからは実際に計算をしてみたいと思います！
電力の求め方
まずは、電力ワット(W)の求め方です。
【例題】ある家電製品の電圧と電流を測ると、それぞれ100V、5Aでした。この家電製品の消費電力は何ワットですか？
ペイの法則で確認すると、電力は電圧×電流になりますので、例題の計算は次のようになります。
- 100V×5A=500W
こうして、この家電製品の消費電力が500Wであることが分かります。
電圧の求め方
次は、電圧ボルト(V)の求め方です。
【例題】消費電力700Wの電化製品の電流を測ると、7A流れていました。この時の電圧は何ボルトになりますか？
ペイの法則で確認すると、電圧は電力÷電流になりますので、例題の計算は次のようになります。
- 700W÷7A=100V
こうして、この家電製品に掛かっている電圧が100Vであることが分かります。
電流の求め方
最後は、電流アンペア(A)の求め方です。
【例題】消費電力800Wの家電製品が、電圧200Vで動作しています。このときの電流は何アンペアになりますか？
ペイの法則で確認すると、電流は電力÷電圧になりますので、例題の計算は次のようになります。
- 800W÷200V=4A
こうして、この家電製品に流れている電流が4Aであることが分かります。
抵抗を使っての電力の計算
ここからは少し応用になりますが、抵抗を使った場合の電力の計算方法をお伝えします。
- 電力(W)の値＝「P」
- 電圧(V)の値＝「E」
- 電流(A)の値＝「I」
- 抵抗(Ω)の値＝「R」
とすると、電力の公式は下記のように置き換えることができます。
- P=EI=I2R
- P=EI=E2/R
これは、オームの法則より、電圧と電流を抵抗を使って表すと次のようにるからですね。
- E＝RI
- I=E/R
※オームの法則については別ページで詳しくお話していますので、興味のある方はこちらにも遊びに来てくださいね。
このように、電力の計算は「電力＝電流の２乗×抵抗」または「電力＝電圧の２乗÷抵抗」でもすることができます。
テストの応用問題として良く出てくるところなので、ここまではしっかり覚えておきたいところです。
まとめ
以上で、電力・電圧・電流の計算方法についての話を終わります。
まとめると、下記の通りです。
- 電力・電圧・電流にはそれぞれ関係性がある
- この３つは、どれか２つが分かれば残りの１つが分かる
- 電力＝電圧×電流
- 電圧＝電力÷電流
- 電流＝電力÷電圧
- 「ペイの法則」という覚え方がある
- 電力は、抵抗を使った計算しきでも表すことができる
あなたもぜひ計算の仕方をマスターして、学校のテストや実生活で役立ててみてくださいね(^^)
また、このページで出てきたワット、ボルト、アンペアの定義についても別ページで詳しくお話していますので、興味のある方はこちらにも遊びにきてくださいね。
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すでに読んでくださった方からは大好評を頂いています。ナスが好きな方は、ぜひ読んでいただけたら嬉しいです(^^)
BRUSH GEAR DC MOTOR での stall current （失速電流？）を教えて下さい 又、研鑽方式をお示しください。
SHINOHARAさん
こんにちは、当ブログ管理人の星野なゆたです。
コメントありがとうございます。
頂いた質問については、大変申し訳ありませんが勉強不足で私の方からお答えするのは難しいです。
これからも精進していきますので、よろしくお願い致します。