時間×電力=電力量!電力量の計算をマスターしよう!

電力量とは

家の外にこのような機械を見たことがありますか?

これは電力量計といって電気料金をこの機械で決めています

家で電気を使うと電力量計の数字がだんだん増えていく仕組みです。

電力の消費に比例して電気代が上がっていくと考えてください。

電力の消費が特に大きいのは電気エネルギーが「熱」に変わる時なんですが、もちろん電気代は使う時間も関わっています

ドライヤーは熱を出すのでエネルギーを多く使いますが、使う時間は少ないので、そこまで電気代が増えないって感じですね。

電気代は電力量というものに関係するので、今回は電力量について学んでいきたいと思います!

今回の課題電力量を理解して計算問題に挑戦しよう!

電力量は1秒間に使う電気エネルギー×使った時間(秒)で計算できます。

式にすると電力量〔J〕=電力〔W〕×時間〔s〕です。

電力量の単位は【J(ジュール)】です。

この単位どこかで出てきましたね?

そう!熱量と同じなんです!

ジュールは電力量や熱量の単位としてとらえるのではなく、エネルギーの単位と考えておくと今後の理科の学習を理解しやすくなります!

計算問題に挑戦!

さて、電力量の問題に挑戦してみましょう。

問題100Wの電球を1時間使った時の電力量は何Jでしょうか?

式は電力量〔J〕=電力〔W〕×時間〔s〕だったので、そのまま式に当てはめればいいですが、単位に注目です!

電力はWでそのままでいいんですが、時間はs(秒)なので、1時間を秒に直さないといけません。

1時間=60分=60×60秒=3600秒(s)

代入して

電力量〔J〕=$100W×3600s=360000J$となります!

なんか数が大きくて不安

そう不安になるけど大丈夫!

Jで計算すると数が大きくなってしまうけれどkJ(キロジュール)で表すこともできます。

k(キロ)は㎞や㎏などでよくみますが、kは1000倍という意味なので1000J=1kJとなります。

だからさっきの問題の答えは360kJと表記できるわけです。

ただ、これでもなんか大きな数なので、日常生活では、Wh(ワット時)kWh(キロワット時)を使っています。

Whは文字の通り電力〔W〕×時間〔h〕で計算できます。

電力量〔J〕は1秒あたりにどのくらいの電力〔W〕を使っているかを表しますが、

Wh(ワット時)は1時間あたりにどのくらいの電力を使っているかを表せます。

kWh(キロワット時)はWhの1000倍(1kWh=1000Wh)ということですね。

問題2300Wの冷蔵庫を1日(24h)使った時の消費電力は何kWhでしょうか?

答えの単位がkWhなので、電力〔W〕×時間〔h〕で計算しましょう。

$300W×24h=7200Wh$

となり1kWh=1000Whなので、

7200Wh=7.2kWhとなります。

できましたか?

POINT答えの単位がkWhであることに注意しよう!

電気エネルギーを有効活用しよう

電気の多くは火力発電で石油を使って作っているので、限りある資源です。

そんな資源を大切にするために私たちが家でできることを行うことが大切ですね。

例えば、使わない時の照明をこまめに切りましょう!という宣伝をよく行っていますね。

とても大切なことですが、エネルギーの観点から見ると照明をこまめに切るよりも、「熱」に関係する器具の時間を減らすことがさらに効果的です。

熱はたくさんの電力を使いますし、電力量は電力×時間でしたもんね。

熱」を出すエアコンの設定温度を我慢したり、タオルを使ってドライヤーを使う時間を少し減らしたり、冷蔵庫の開け閉めを減らしたりすることが、少ない労力で大きな効果が得られる行動になります。

資源を守ったり、電気代を節約するために少しの行動をしてみましょう。

もうひとつ、消費電力を節約する方法が「待機電力」を減らすことです。

待機電力とは、使っていない家電などがコンセントを差しっぱなしにしていることで使用している電力です。

待機電力は家庭で使われれる全エネルギーの約5%を占めます。意外と多いですね。

コンセントにつなぐことで現在使われている電力がわかる道具もあるので、これを使うとどのくらいの電力を無駄にしているのかがわかるのでいいですね。

使っていない電気器具の主電源を切ると33%、コンセントを抜けば49%の待機電力を削減できるので、こまめにコンセントを抜くことも大切ですね。

POINT資源を守るために、エアコンの温度や使ってない電化製品のコンセントを抜くなど自分に出来ることを工夫して行おう!

今日のまとめ電力量〔J〕=電力〔W〕×時間〔s〕で計算できる

日常生活では、kWhを使って電力量を表現す

資源を守るために待機電力を減らすなどの工夫が必要

中2 物理
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プロフィール
ゆうしろ

私立中・高一貫校の現役理科教員です。
専門は生物学で、中学・高校理科の教員免許を持っています。
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理科の授業を「何度でもふりかえる」ことが出来るように、知識+思考力がつくサイトにしていくのでよろしくお願いします!

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