(補足-1)電力とジュール熱

 高校物理で習う「ジュール熱」は次のまとめになります。
 https://rikeilabo.com/joule-heat
これをもっと簡単に説明したのが今回の説明です。ただ言わんとするところは、上記まとめと変わりありません。

(本論)
2.7.1 電力
 電界強度Eとなる点Aから、それより微小距離Δsへだっている点Bに向かって微小電荷Δqを移動すれば、これに要する仕事ΔWは、
ΔW=(・Δs)Δq [J] ...(2.26)
です。このときの所要時間がΔtであれば、単位時間あたりの仕事量Pは、
P=ΔW/Δt
 =(・Δs)(Δq/Δt [J/s] ...(2.27)
となります。

 ここで、・ΔsはA,B間の電位差Vであり、Δq/Δtはこのとき流れた電流Iとなるので、(2.26)式は
P=VI  ....(2.28)
となります。

 この場合Pは単位時間あたりの電気的な仕事量になることから、これを「電気的な工率」の意味で、電力といいます。
一般に電力は電圧と電流の積で計算しますが、その根本的原理はここにあります。
 電力の単位は工率の単位[J/s]を持ちいるのではなく、通常W(ワット)としています。

2.7.2 電力量
 P[W]の一定電力がt秒間継続して消費すると、そのときの電気的仕事量Wは、
W=P・t [W・s]=[J(ジュール)]
となります。
 このWを電力量といい、電力量とは電気的仕事量すなわち電気エネルギーのことです。

2.7.3 ジュール熱
 抵抗体に電流が流れると熱を発生する事実は知られていました。
 抵抗R[Ω]にI[A]の電流が流れると抵抗の両端間の電位差は、V=IRですから、P=V・I=I^2Rの電気エネルギーが単位時間に消費されます。
 この場合、消費される電気エネルギーは他のかたちのエネルギーに変換されますが、ジュール(人名)は、実験の結果この電気エネルギーは、全て熱エネルギーに変化することを明らかにしました。
 それは、単位時間ごとの発熱量HはI^2Rに比例することが確かめられたのです。
H=I^2R [W]
t秒間に継続したときの全発熱量Qは、
Q=H・t=I^2R・t [J]
です。このように抵抗に電流が流れるときに発生する熱をジュール熱といいます。

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