電力電圧電流計算

V = I · R、P = V · I

V

部品にかかる電圧 (V)

I

そこを流れる電流 (A)

R

抵抗 (Ω)

P

消費する電力 (W)

1つめの式はオームの法則で、電圧・電流・抵抗を結びつけます。2つめが電力を連れてきます。片方をもう片方に代入して移項すると、このページの表にある6通りの組み合わせが出ます。それぞれ、入力しなかった2つの量について解く形になっています。

1. 230 Vの回路に10 Aが流れている

   1. 分かっていることを書き出す：V = 230 V、I = 10 A
   2. オームの法則から抵抗：R = V / I = 230 / 10 = 23 Ω
   3. ワットの式から電力：P = V · I = 230 × 10 = 2,300 W
   4. 同じ式の別の形で検算：P = I² · R = 100 × 23 = 2,300 W ✓

   2,300 Wは家庭用の高負荷機器、オーブンやケトル並みです。ノートPCの充電器が0.5 Aなのに対し、10 Aも引くのはそのためです。

2. 100 Ωの抵抗に12 Vをかける

   1. 分かっていること：V = 12 V、R = 100 Ω
   2. オームの法則から電流：I = V / R = 12 / 100 = 0.12 A（120 mA）
   3. 電力：P = V · I = 12 × 0.12 = 1.44 W
   4. 抵抗の形で検算：P = V² / R = 144 / 100 = 1.44 W ✓

   0.25 Wの抵抗が1.44 Wに耐えられるのは一瞬だけです。2 Wの部品が要るかどうかを決めるのは、この計算です。

3. 4 Ωに100 Wを入れる

   1. 分かっていること：P = 100 W、R = 4 Ω
   2. この組み合わせはV = I · Rから直接は入れないので、移項した形を使います：V = √(P · R) = √(100 × 4) = √400 = 20 V
   3. 次にI = √(P / R) = √(100 / 4) = √25 = 5 A
   4. 検算：P = V · I = 20 × 5 = 100 W ✓

   スピーカーやアンプの定格はこの形で書かれます。導いた2つの値がどちらも平方根から出るので、電力を2倍にしても電圧は2倍になりません。

4. 5 Vで20 mA

   1. 分かっていること：V = 5 V、I = 0.02 A
   2. 0.02を単位Aのまま入れても、単位をmAに切り替えて20を入れても同じです
   3. R = V / I = 5 / 0.02 = 250 Ω
   4. P = V · I = 5 × 0.02 = 0.1 W

   小信号の仕事です。数値がアンペアの領域から遠く離れているので、mAの単位を用意してあります。

この計算ツールは、定常的な直流と、オームの法則に本当に従う負荷を前提にしています。抵抗、発熱体、動作温度にあるフィラメントなどです。交流は扱いません。交流では電圧と電流の位相がずれることがあり、モーター、変圧器、ほとんどの電源のようにリアクタンスを含む負荷では、力率のぶんだけP = V · Iが実電力より大きく出ます。返ってくる4つの値は大きさだけで、極性は追っていません。符号はこのページではなく回路図から読んでください。抵抗は一定として扱っていますが、フィラメントや半導体は発熱とともに抵抗が変わるので、これは成り立ちません。

この電気計算ツールはどう使いますか

電圧・電流・抵抗・電力の4つの欄のうち、ちょうど2つを入れて、残りは空のままにします。計算ツールは、直接移項できる組み合わせを使って、空けた2つについて解きます。最初の画面には230 Vと10 Aが入っているので、別の組み合わせを入れる前にそのどちらかを消してください。

2,300 Wの機器は230 Vで何アンペア引きますか

10アンペアです。電流は電力を電圧で割った値で、2,300 / 230 = 10 Aです。230 Vの電源に対する2.3 kWの負荷で、逆も同じ関係です。230 Vで10 Aなら2,300 Wを消費します。

3つの欄を埋めるとエラーになるのはなぜですか

3つの値は条件の入れすぎだからです。任意の2つで残り2つが決まるので、3つめはそれらと一致していなければなりません。一致しないときは、入力した値を黙って上書きせずにエラーを出します。その表示が出たら、意図した2つは一致するほうの値です。mAをAとして入れたといった単位の取り違えを確かめてください。

どの単位を受け付けますか

電圧はボルト（V、mV、kV）、電流はアンペア（A、mA）、抵抗はオーム（Ω、kΩ、MΩ）、電力はワット（W、kW）です。どの欄にも単位の選択肢があり、表示される結果はいつもV、A、Ω、Wで返ります。単位を切り替えるのは精度を上げるいちばん簡単な方法でもあります。0.02 Aと20 mAは同じ電流ですが、小数第2位まできれいに読めるのは片方だけです。

オームの法則は交流やモーターにも使えますか

一部だけです。V = I · Rの形のオームの法則は抵抗性の負荷で成り立ち、交流では瞬間ごとに成り立って、単なる抵抗ではなくインピーダンスを与えます。モーター、変圧器、スイッチング電源は電圧と位相のずれた電流を引くので、V · Iは有効電力ではなく皮相電力をボルトアンペアで与えます。そうした負荷には力率も必要です。

電力と電力量は何が違いますか

ワットで表す電力は、いまエネルギーが使われている割合です。キロワット時で表す電力量は、その割合に動いた時間を掛けたものです。2,300 Wのケトルが3分沸騰すると約0.1 kWh、10 Wのルーターを1か月つけっぱなしにすると約7 kWhです。ワットを料金に変えるには、電気料金の計算ツールを使ってください。

• Ohm's Law and the V-I-R Relationship — The Physics Classroom
• The International System of Units (SI Brochure) — BIPM