電力計算ツールとは?
このツールは、回路で消費・供給されるエネルギーの大きさ(=電力)を求めるための計算ツールです。電力はワット(W)で表され、単位時間あたりに使われるエネルギー量を示します。本ツールはオームの法則から導かれる3つの電力の式をまとめて扱うため、電圧(V)・電流(I)・抵抗(R)のうち、わかっている2つの値さえ入力すれば電力を算出できます。
使い方
3つの値のうち、いずれか2つを入力してください。電圧と電流を入力した場合は \(P = V \times I\) で計算します。電流と抵抗を入力した場合は \(P = I^{2} \times R\) を使用します。電圧と抵抗の場合は \(P = V^{2} / R\) で求めます。計算結果には電力(ワット)に加え、その回路における V・I・R すべての値が表示されます。
計算式の解説
電力は電圧と電流の積で表されます。すなわち $$P = V \times I$$ です。さらにオームの法則 \(V = I \times R\) を代入すると、同等の2つの式が得られます。ひとつは $$P = I^{2} \times R$$(既知の抵抗に流れる電流がわかっているときに便利)、もうひとつは $$P = \dfrac{V^{2}}{R}$$(抵抗にかかる電圧がわかっているときに便利)です。値の組み合わせが整合していれば、3式はいずれも同じ電力を返します。
計算例
たとえば、ある機器が 12 V で 2 A の電流を消費しているとします。電力は $$12 \times 2 = 24 \text{ W}$$ です。実効抵抗は \(V / I = 12 / 2 = 6\ \Omega\) となります。これを $$P = I^{2} \times R = 2^{2} \times 6 = 4 \times 6 = 24 \text{ W}$$ さらに $$P = \dfrac{V^{2}}{R} = \dfrac{144}{6} = 24 \text{ W}$$ で検算すると、いずれも一致します。
よくある質問
どの単位を使えばよいですか? 電圧はボルト(V)、電流はアンペア(A)、抵抗はオーム(Ω)で入力してください。結果はワット(W)で表示されます。
交流(AC)回路にも使えますか? これらの式は、直流(DC)または純抵抗負荷の交流に対する有効電力を求めるものです。リアクタンスを含む交流負荷では、力率を考慮する必要があります(\(P = V \times I \times \cos \varphi\))。
なぜ2つの値が必要なのですか? 電力は独立した2つの量によって決まります。いずれか2つがわかれば、オームの法則で残りの1つを導き出し、電力を計算できるためです。