図でつかむ
電力は1秒あたりに使う電気エネルギーで、時間をかけると熱量として計算できます。
電力
P = V × I
1Wは「1Vの電圧で1A の電流が流れた時の能力」
100V で 5A の電気を使う家電 → 100 × 5 = 500W
家電に書いてある「ワット数」がこの電力
家庭での主な家電の電力：
・LED電球：5〜10W
・テレビ：100〜500W
・エアコン：500〜2000W
・ドライヤー：1000〜1500W
・電子レンジ：500〜1500W
電力の式の変形
- 電力を求める：P = V × I
- 電流を求める：I = P / V
- 電圧を求める：V = P / I
電力量
または 電力量 [Wh] = 電力 [W] × 時間 [時]
1000W のドライヤーを 30分（=0.5時間）使う
電力量 = 1000 × 0.5 = 500 Wh = 0.5 kWh
J で表すと：1000 × 30 × 60 = 1,800,000 J = 1.8 MJ
電気代の計算
電気代は kWh あたりの単価 × 使用量
例：1 kWh = 約30円
エアコン 1000W を 5時間使用 = 5 kWh = 150円
→ 月に毎日5時間使うと 4500円 / 月
熱量
電気を熱に変えた時の熱の量。電力量と同じ式。
電熱線の発熱
抵抗の大きい金属線（ニクロム線など）
電流が流れると 熱を発する
使われるもの：
・トースター、電気ポット、ヘアアイロン
・電気ストーブ、こたつ
・電熱線の発熱量＝電力 × 時間
水を温める実験
100W のヒーターで 200g の水を温める
5分間で発熱量 = 100 × 300 = 30000 J
水 1g の温度を 1℃上げるのに約 4.2J 必要
→ 200g の水を上げられる温度：30000 / (200 × 4.2) ≒ 35.7℃
※ これは発生した熱がすべて水を温めるのに使われたとする理論値。実験では容器や空気へ熱が逃げるため、実際の温度上昇は小さくなる。
目的：電熱線に電流を流す時間や電力を変えると、水の温度上昇がどう変わるかを調べる。
観察事実：同じ電熱線なら、電流を流す時間が長いほど水温は高くなる。同じ時間なら、電力が大きいほど水温の上昇も大きい。
考察：水に伝わった熱量は、およそ 電力×時間 に比例する。
結論：熱量 J = 電力 W × 時間 s。水の温度変化は、熱量を比べる手がかりになる。
- 電熱線やコイルは熱くなるため、通電中や直後に触らない。
- 水の量、最初の温度、通電時間をそろえないと、公平な比較にならない。
節電のコツ
- 使わないときは こまめに消す
- 省エネ家電を使う（W 数が小さい）
- LED電球に切り替える（白熱電球の1/10の電力）
- エアコンの設定温度を控えめに
- 待機電力もチェック（テレビ・電子レンジなど）
- W：瞬間の電力（1秒あたり）
- Wh：合計の電力量（時間×電力）
- 家庭の電気料金は kWh で計算される。
- 同じ家電でも長く使えば電力量は大きくなる。
- 1 J = 1 W × 1 秒
- 1 Wh = 3600 J（1時間 = 3600秒）
- 1 kWh = 1000 Wh = 3,600,000 J
練習問題
- 100V、4A の電力
- 1500W のヒーターを 100V で使うときの電流
- 200V で 10A の電力
答えを見る
(1) 400W (2) 1500/100 = 15A (3) 2000W = 2kW
500W の家電を 2時間使ったときの電力量（Wh と J で）。
答えを見る
500 × 2 = 1000 Wh = 1 kWh ／ J で：500 × 2 × 3600 = 3,600,000 J = 3.6 MJ
1000W のドライヤーを毎日 10分使うと、1か月（30日）の電気代は。1kWh = 30円とする。
答えを見る
1日：1000W × (10/60) 時間 = 167 Wh ≒ 0.17 kWh
30日：0.17 × 30 = 5 kWh、料金：5 × 30 = 150円
まとめ
- 電力 [W] = 電圧 [V] × 電流 [A]。
- 電力量 [Wh] = 電力 [W] × 時間 [時]。
- 熱量 [J] = 電力 [W] × 時間 [秒]。
- 電気代は kWh で計算。
- 節電：LED電球・省エネ家電・こまめに消す。