ジュールからワット計算

P = E / t。ここでEはジュールで表したエネルギー、tは秒で表した時間です。同じ式はE = P × tとも書けます

E

届けられたエネルギー（ジュール）。量であって速さではありません。電池が蓄え、湯のタンクが蓄え、飛んでいる物体が運動エネルギーとして持っているものです。量である以上、どれだけ速く起きたかは何も語りません。1キロワット時は、1時間で取り出しても1ミリ秒で放出しても1キロワット時で、この2つの場合の違いがこのページの主題そのものです (J)

t

そのエネルギーを届けた時間（秒）。任意ではなく必須の入力です。これがなければ、この問いには答えようがありません。エネルギーを時間で割った値は、時間が決まらなければ大きい数にも小さい数にもならず、定義されないからです。分や時間で測ったならそのまま入れてください。計算ツール側で秒に直してから割ります

P

エネルギーを時間で割った、ワット単位の平均電力です。肝心なのは「平均」のほうです。安定して1 kWを引く機器と、半分の時間は何も引かず残りの半分で2 kWを引く機器は、区間全体ではどちらも平均1 kWになり、この計算では見分けられません。1ワットは1秒あたり1ジュールで、このページ全体はこの定義の上に載っています。3番目の出力は同じエネルギーをキロワット時で言い直したもので、1 kWを1時間保った量、すなわちちょうど3,600,000ジュールです。メーターも料金表も家電の表示もこの単位で書かれ、ジュールで来た数が現実離れしていないかを確かめる一番速い道でもあります。1時間動く家電が収まるのはおおよそ0.1〜2 kWhの範囲です (W)

エネルギーの量と時間が組になっている問い、とくにその組み合わせ自体が問われているときに使います。1キロワット時は何ワットか、100 kJのパルスは平均何ワットか、8時間かけて充電する2 kWhは何ワットを引くか、といった具合です。請求書や電池のデータシート、カロリー表示から来たエネルギーを速さに変えるページであり、逆向きの確認にも使えます。ワット数が分かっている機器を決まった時間だけ使えば、使うジュールとキロワット時が計算できます。電気料金を出すページではありません。それはこの結果に料金単価を掛けた先の話です。

1. 既定値のまま：360万ジュールを1時間で

   1. エネルギー3,600,000 J、時間3,600秒（1時間）
   2. 電力は3,600,000 / 3,600 = 1,000 W
   3. キロワットでは1,000 / 1,000 = 1 kW
   4. エネルギーは3,600,000 / 3,600,000 = 1 kWh

   これは「1キロワット時は何ワットか」に答える行で、答えは1,000です。ただし1時間という条件が付いているからです。時間の欄を1秒に変えると同じエネルギーが3.6 MWになり、家庭用の電源としては馬鹿げた数に思えますが、コンデンサバンクの放電やパルスとしてはまったく正しい数です。どちらの数も同じエネルギーから出ていることがこのページの要点で、キロワット時の出力がワットの隣にあるのはそのためです。3つのうち、時間の入力に左右されないのはこれだけです。

2. 1キロカロリーを1分で

   1. エネルギー4,184 J（熱化学カロリーの1キロカロリー）、時間60秒
   2. 電力は4,184 / 60 = 69.733 W
   3. キロワットでは0.069733 kW
   4. エネルギーは4,184 / 3,600,000 = 0.001162 kWhで、丸めると0.001

   食品のカロリーは4,184ジュールで、人の体は安静時でも1分でおよそそれだけ使います。ここで出る69.7 Wは偶然ではなく代謝率そのもので、昔の白熱電球とだいたい同じです。キロワット時の値がどれだけ小さいかも見ておく価値があります。1キロカロリーは0.00116 kWhなので、1日2,000 kcalの食事はおよそ2.3 kWhの化学エネルギーになり、これは小さな電気ヒーターが1時間で使う量とほぼ同じです。

3. ノートPCの電池20 Whを1分で

   1. エネルギー72,000 J（= 20 Wh）、時間60秒
   2. 電力は72,000 / 60 = 1,200 W
   3. キロワットでは1.2 kW
   4. エネルギーは72,000 / 3,600,000 = 0.02 kWhで、これは電池の定格である20 Wh

   ここで見たいのは、蓄えられている量と、どれだけ速く出せと言われているかの隔たりです。20 Whを60秒で出せば1,200 Wで、同じ電池が1時間かけて出す20 Wの60倍になります。3番目の出力は逆向きの確認で、3つのうち時間の欄が触れない唯一の数です。0.02 kWhは、ラベルに印刷された20 Whそのものです。

4. 同じエネルギーを丸1日に薄めて

   1. エネルギー3,600,000 J、時間86,400秒（24時間）
   2. 電力は3,600,000 / 86,400 = 41.667 W
   3. キロワットでは0.041667 kW
   4. エネルギーは変わらず1 kWh

   1つ目の例と同じジュール、同じキロワット時で、電力は20倍以上小さくなっています。ルーターや待機電力、小さな循環ポンプにあたる、約42 Wの途切れない流れです。1日1キロワット時というのはこの量になります。比べてみるのが役に立ちます。1時間1,000 Wを引く機器と、1日41.667 Wを引く機器は使うエネルギーが同じで、請求書には同じキロワット時として現れます。

これは平均電力で、瞬間的な電力ではありません。スイッチを入れたり切ったり、パルス状にしたり、引く量が変動したりする機器は、総エネルギーを総時間で割った1つの数で表されます。請求書にはそれで正しく、ヒューズを選ぶには間違いです。100 Wの平均が1ミリ秒のバーストで届くなら、各バーストの間は100 kWを引いています。エネルギーは区間全体にわたって一定の割合で届けられたものとして扱うので、立ち上がりも冷えていく時間も待機も、モデル化されないまま平均に混ざります。熱損失は入っていません。入ってくるエネルギーは使われたエネルギーで、取り出せた仕事ではないので、効率は入力ではなく結果に掛ける必要があります。

1キロワット時は何ワットか

1時間で届けるなら1,000ワットです。そしてこの問いは、時間が与えられるまで答えを持ちません。この計算ツールに時間の欄があり、勝手な既定値を置いていないのは、まさにそのためです。1キロワット時は3,600,000ジュールなので、1時間で使えば1,000 W、1秒で使えば3.6 MW、丸1日かければ41.667 Wになります。キロワット時はエネルギーの量、ワットは速さなので、同じエネルギーでも区間しだいでどの電力にもなります。

ジュール毎秒とは何か

ジュール毎秒はワットです。それがワットの定義であり、この計算ツールの計算がエネルギーを時間で割るだけなのはそのためです。単位が速さの名を取っているのも同じ理由で、60 Wの電球は1秒ごとに60ジュール使い、1時間なら60 × 3,600 = 216,000 J、つまり0.06 kWhになります。エネルギーと電力の間の換算は、どの単位の組み合わせでも時間を経由します。

家電を動かす電気料金はどう出すか

ジュールで表したエネルギーを3,600,000で割ってキロワット時に直し、キロワット時あたりの単価を掛けます。この計算ツールの3番目の出力が最初の手順にあたり、2,000 Wのヒーターを3時間つけっぱなしにすると6,000 Wh、つまり6 kWhになります。この計算ツールは単価の手前で意図的に止まっています。料金は地域ごとに違い、変わる数であり、大事なのはエネルギーのほうの計算だからです。

同じエネルギーでワット数が変わるのはなぜか

ワットはエネルギーがどれだけ速く使われるかを測るもので、どれだけあるかではありません。このページの4つの例は、どれも決まったジュール数を違う時間で割っています。3.6 MJを3,600秒で割れば1,000 W、86,400秒なら41.667 W、1秒なら3.6 MWです。同じ量の水を、細い管で1日かけて注ぐか、太い管で1秒で注ぐかを思い浮かべてください。量は同じでも、流量は違います。

時間は秒ではなく時間で入れてもよいか

入れられます。計算ツール側で割る前に換算するので、どちらでも同じ計算になります。時間の欄は秒・分・時間を受け付け、大事なのは長さだけで、測った単位ではありません。1つだけ注意があります。内部の計算は秒で行うので、1時間と入れた値は3,600として扱われます。手計算で確かめるときは、出力がワットとキロワットであって、ワット時ではないことを思い出してください。

ワットからジュールへの換算と同じものか

同じ式を逆に読んだものです。電力はエネルギーを時間で割ったものなので、エネルギーは電力に時間を掛けたものです。この計算ツールはエネルギーと時間を受け取って電力を返し、逆向きの換算は電力と時間を受け取ってエネルギーを返します。どちらでも時間は必須の3つ目の量です。だからエネルギー単位と電力単位は、係数だけで互いに換算することはできません。ワットは1秒あたりのジュールで、その「1秒あたり」をどこからか持ってこなければならないからです。

• NIST Guide for the Use of the International System of Units (SI), §4 — 1秒あたり1ジュールとしてのワットと、3.6メガジュールとしてのキロワット時 — NIST
• Watt — エネルギーの移動率としての定義と、ジュール・キロワット時・馬力との関係 — Wikipedia
• Estimating Appliance and Home Electronic Energy Use — 定格ワット数と使用時間から、メーターが請求するキロワット時を導く手順 — U.S. Department of Energy