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公式

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結果

消費電力
40
ワット(W)
電流(I) 2 A
抵抗(R) 10 Ω
計算式 P = I² × R

消費電力とは?

消費電力(電力損失)とは、電流が抵抗成分を流れる際に、電気エネルギーが熱へと変換されていく割合のことです。電流が抵抗に流れ込むと、抵抗はその流れを妨げ、失われたエネルギーが熱として現れます。本ツールは古典的な関係式 \(P = I^2 \times R\) を用いて消費電力を求めます。ここで P は電力(ワット)、I は電流(アンペア)、R は抵抗(オーム)です。この式は、あらゆる抵抗性の回路素子に共通して当てはまります。

電流が流れて熱を放出している回路内の抵抗
電力損失:抵抗を流れる電流が熱に変わります。

このツールの使い方

素子を流れる電流をアンペア(A)で、その抵抗値をオーム(Ω)で入力してください。ツールは電流を2乗し、抵抗値を掛け合わせて、消費電力をワット(W)で返します。抵抗の容量(ワット数)の選定、発熱量の予測、ヒートシンクの選択、あるいは部品が定格電力の範囲内に収まっているかの確認などにご活用ください。

公式の解説

\(P = I^2 R\) は、オームの法則(\(V = IR\))と一般的な電力の式(\(P = VI\))を組み合わせて導かれます。\(P = VI\) に \(V = IR\) を代入すると、$$P = (IR) \times I = I^2 R$$ となります。電流が2乗されているため、電流を2倍にすると消費電力は4倍になります。これは、大電流が流れる接続部の設計を慎重に行わなければならない重要な理由です。

P=I²×R の関係を示す図
電力は電流の2乗に抵抗を掛けた値に等しい。

計算例

たとえば、2 A の電流が 10 Ω の抵抗を流れているとします。このとき $$P = (2)^2 \times 10 = 4 \times 10 = \textbf{40 ワット}$$ となります。この抵抗が過熱しないようにするには、40 W を十分に上回る定格電力のものが必要です。

よくある質問

\(P = I^2 R\) は交流回路でも使えますか? はい。抵抗による電力損失(有効電力)を求める場合は、I に実効値(RMS)の電流を用いてください。

電圧と抵抗しかわからない場合は? その場合は、同等の式である \(P = V^2/R\) をお使いください。どちらもオームの法則から導かれるものです。

なぜ電流が2乗されるのですか? 電力は電流と電圧降下の両方に依存し、その電圧降下自体も電流に比例します。そのため、電力は電流の2乗に比例して大きくなるのです。

最終更新: