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2015.10.26
勉強方法

起電力と電力は違うのでしょうか?

受講生シリーズ第2弾!!

今回は「起電力と電力は違うのでしょうか?」という質問がありました。

シリーズものにしていこうか?と思っていたり(笑)

 

日本語で書くと「起」が付いているだけなので、「起電力」も「電力」のうちと思われたのかも知れませんが、起電力と電力は違います。

まず、起電力E[V](英語でelectromotive force)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(言い換えれば電子を移動させる)能力、原動力のことです。起電力のことを電圧とも言います。
起電力の大きさを表す量記号にはE、単位には[V](ボルト)を用います。

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で、「閉回路内の起電力の和と電圧降下の和は等しい」(キルヒホッフの第2法則)は重要です。

次に、電力P[W](electric power)とは、電気エネルギーが1秒間に行う仕事のことです。
電力の大きさを表す量記号にはP、単位には[W](ワット)を用います。
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P[W]=電圧V[V]×電流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、電源から送り出される見かけの電力。量記号はS、単位は[V・A](ボルトアンペア)

交流では、有効電力P[W]=電圧の実効値V[V]×電流の実効値I[A]×cosθ(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。

最後に、起電力と電力について、その単位で見てみましょう。
起電力(電圧)を[V]とは別の組み合わせ単位で表わすと[J/C](ジュール毎クーロン)
電力を[W]と別の組み合わせ単位で表わすと[J/s](ジュール毎セコンド)になります。
[J](ジュール)は、仕事、エネルギーを表す単位です。
したがって、起電力と電力は別のものですが、その組み合わせ単位には[J]というエネルギーの大きさを表す単位が含まれているという共通点があります。

 

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