1．電力と電力量
電力と電力量
電気エネルギーの単位時間当たりの仕事量を電力という。電力は、電気エネルギーを消費することなので消費電力とも呼ばれる。電力の単位にはＷ（ワット）を使用し、１，０００Ｗは１ｋＷ（キロワット）と表す。たとえば、電球は１００Ｖ６０Ｗ等と表示されているが、１００Ｖの表示は１００Ｖの電圧を使用することを表し、５０Ｗは電球の消費電力を表している。
電力は、電圧と電流の積で求めることができる。電圧は、電流と抵抗の積であるため、電流の２乗と抵抗の積によっても電力を求めることができる。一般家庭で家電製品を使い過ぎると、ブレーカが落ちることがある。電力会社との契約電流を３０Ａとした場合、一般家庭の電圧は１００Ｖであるため、電力の許容量は３，０００Ｗ（３０Ａ×１００Ｖ）になる。したがって、家電品の消費電力を確認し、これを超えないように使用しなければならない。
● 電力 ＝ 電圧 × 電流
＜例題＞ 電圧が１００Ｖ、電流が２Ａの時の電力
電力 ＝ １００ × ２＝ ２００Ｗ
電力量は、ある時間内に消費した電力の総量を示すもので、 電力と使用した時間の積によって電力量を求めることができる。電力量の単位には、Ｗｈ（ワットアワー）又はｋＷｈ（キロワットアワー）が使用されている。
＜電気のする仕事＞
電気回路に電流が流れると、電気エネルギーが機械エネルギーや熱エネルギー、光エネルギー等に変換され、様々な仕事が行われます。
例
ホットプレートや電気ごたつに電圧を加えて電流を流す
→ 電気エネルギーが熱エネルギーに変換される。
発光ダイオードや電球に電流を流す
→ 電気エネルギーが光エネルギーに変換される。
扇風機や洗濯機に電流を流す
→ 電気エネルギーが機械エネルギーに変換される。
＜電力＞
ホットプレートや発光ダイオードに電圧を加えて電流を流すと、電気エネルギーが変換されて熱や光を発生します。これは電気が仕事をしているからで、この様に電気が単位時間（１秒間）に行う仕事の量（仕事率）を“電力”といいます。電力は量記号としてP を、単位記号として（W：ワット）を用います。
ホットプレートに加える電圧をV［V］、これに流れる電流をI［A］とすると、この時のホットプレートの電力（仕事量：電気が１秒間にする仕事）は以下の関係で表されます。
例えば、１００[V]の電圧を加えて１[A]の電流が流れたとすると、この時の電力Ｐは
Ｐ＝V×I＝100×1＝100［W］ となります。
つまり、ホットプレートで電気エネルギーが１秒あたり１００[W]の割合で消費され、
熱エネルギーに変換されていることになります。
＜電力量＞
電気がある時間内に行った電気的な仕事の総量（ある時間内にどれだけの電気エネルギーを消費したか）を“電力量”といいます。電力量と電力との間には以下の関係があります。
電力量W＝電力P×電気エネルギーが消費された時間ｔ
電力量の量記号にはW を、単位記号にはワット秒：［Wｓ］（１秒単位）
又はワット時：［Wｈ］ キロワット時：［kWｈ］ （１時間単位）を用います。
計算例
① １００[W]の電球に１００[V]の電圧を加えた時に流れる電流は
電力P＝電流Ｉ×電圧V
よって、I＝Ｐ／Ｖ＝100／100＝1[A]
② ４０[W]の液晶ディスプレイを２時間使用した時の電力量は
電力量W＝電力P×電気エネルギが消費された時間ｔ
＝40×2 時間＝80[Wh]
③ ２００[W]のヒーターが１[kWｈ]の電気エネルギを消費するのにかかる時間は
t＝W／P＝1k／200＝5 時間
④ ある家庭では、毎日１２０[W]のテレビを５時間、６０[W]の蛍光灯を８時間、
４５[W]の冷蔵庫を２４時間使用しています。
1 日の電力量＝（テレビの電力量）＋（蛍光灯の電力量）＋（冷蔵庫の電力量）
＝（120×5）＋（60×8）＋（45×24）＝2160[Wh]＝2.16[kWh]
３０日間の総電力量＝（1 日の電力量）×３０日＝2.16k×30＝64.8[kWh]
１[kWh]あたりの電気料金が２２円であるとき、３０日間の電気料金は
64.8×22＝1425.6 円
2．電流の発熱作用（ジュール熱）
＜熱の発生＞
回路6-1、R[Ω]の抵抗をもった回路にE[V]の電圧を加え、I[A]の電流を流した場合。
抵抗R で１秒あたりに消費されるエネルギー（電力）P は
P＝E×I2＝I ×R＝E2/R で表わす。
このエネルギーは熱エネルギーに変換されて熱を発生する。
☆抵抗に電流を流すと熱が発生する作用を、電流の発熱作用と言う。
＜ジュール（仕事量）＞
エネルギーの量を表す単位は、ジュール（単位記号：[J]）を使います。
電力量ワット秒[Ws]とジュールとの間には“１[Ws]＝１[Ｊ]”の関係がある。
１[Wh]（ワットアワー：ワット時）＝3600[Ws]＝3600[J] （1 時間＝60 分×60 秒＝3600 秒）
＊１[Ｊ]＝１[A]の電流が１[Ω]の抵抗中を１秒間流れた時の電気のエネルギー（仕事量）
＊１[W]＝毎秒１[J]の仕事を行う電気の能力
l ジュル熱 （ Ｊ ） ＝ 電力量 ＝ 電力 × 消費した時間
l ・抵抗Ｒに電流Ｉがｔ秒間流れた時、発生する熱エネルギー（ジュール熱）
Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ＝ＶＩｔ （ジュール熱は電流の２乗に比例する）
＜カロリー（熱エネルギー）＞
熱エネルギーは熱量（量記号：H、単位記号；カロリー[ｃａｌ]）と呼ばれる。
１[cal]とは、１[g]の水の温度を１[℃]上げるのに必要な熱量です。
[ｃａｌ]、[Ｊ]、[Ｗｓ]の間には以下の関係がある。
１[ｃａｌ]＝４．１８６[Ｊ]＝４．１８６[Ｗｓ] → １[Ｊ]＝１[Ws]＝０．２４[ｃａｌ]
発熱量H は以下のように表される。
発熱量Ｈ＝Ｉ２ ×Ｒ×t[J]＝P×t[J]＝W[J]
（電力量Ｗ[Ws]＝電力Ｐ[W]×時間ｔ[s：秒]）
発熱量Ｈ＝０．２４×Ｐ×ｔ[ｃａｌ] ＝０．２４×Ｗ[ｃａｌ]
＜熱の利用＞
抵抗に電流が流れることによって発生する熱（ジュール熱）を積極的に利用した物に電熱器具（ホットプレート等）があります。発熱体としてニクロム線に電流が流れると自由電子が振動している金属原子にぶつかって摩擦熱が発生し、温度が上昇します。
＜コードや電線で発生する熱＞
銅線にも極わずかな抵抗があり、電流が流れるとジュール熱が発生し、流れる電流が大きくなればなるほど温度は高くなり、いずれ被覆を焼いて、火災の原因になりかねません。コードや電線には許容電流（安全範囲の電流の値）が定められていますので、それを越えない範囲で使用しなければなりません。