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2020.07.13
理論

起電力と電力は違うもの?

「起電力と電力は違うのでしょうか?」
この受講生からの質問をもとに、起電力と電力はそれぞれ何を表す言葉なのかを解説します。

日本語で書くと「起」がついているかないかの違いだけなので、「起電力」も「電力」のうちだと思われたのかもしれませんが、「起電力」と「電力」は異なるものです。

 

起電力とは

起電力とは、電池のように電圧によって導体に電流を流すことができる能力、原動力のことです。
言い換えると電子を移動させる原動力です。
よく\displaystyle E〔V〕と表され、起電力は電圧です。

起電力には、下記のようなものがあります。
①導体の運動や磁束の変化による誘導起電力(発電や変電に利用される)
②化学反応により起電力を得る化学起電力(電池に利用される)
つまり、起電力は電気回路の電源になります。

起電力という言葉が出てくる電気の法則に、キルヒホッフの第2法則「閉回路内の起電力の和と電圧降下の和は等しい」があり、この法則は超重要です。

 

電力とは

電力とは、電気エネルギーが1秒間に行う仕事を指し、\displaystyle P〔W〕と表されます。
起電力(電圧)によって電流が流れ、その電流(電子の移動)には仕事をする力があります。

直流では、
電力\displaystyle P〔W〕=電圧\displaystyle V〔V〕×電流\displaystyle I〔A〕
で表されます。
つまり、1〔V〕の電圧で1〔A〕の電流を流したとき、1秒間に行われる仕事が1〔W〕です。

交流の電力には、次の三つがあります
①有効電力:負荷で実際に消費される(仕事をする)電力。量記号は\displaystyle P、単位は〔W〕。
②無効電力:負荷で消費されない電力。量記号は\displaystyle Q、単位は〔var〕(バール)。
③皮相電力:有効電力と無効電力を合わせたもので、電源から送り出される見かけの電力。量記号は\displaystyle S、単位は〔V・A〕(ボルト・アンペア)。

交流では、
有効電力\displaystyle P〔W〕=電圧の実効値\displaystyle V〔V〕×電流の実効値\displaystyle I〔A〕×\displaystyle \cos \theta(力率)
で表されます。
交流の電力という場合、一般にこの有効電力のことです。