エレクトロニクスを研究する上で、多くの法則や理論が存在します。 これらの法則により、電気回路や部品の働きを理解することができます。 その1つが「ワットの法則」です。 ワットの法則は、スコットランドの技術者であり化学者であったジェームズ・ワットにちなんで命名された。 電力、電圧、電流の関係を定義したものである。 この法則は、回路内の電力は電圧と電流の積であることを述べている。 今回は、ワットの法則、その公式、応用、その他の関連概念について説明します。
ワットの法則の定義における重要な入力
ワットの法則を完全に理解するためには、まず、その定義で使用されるパラメータについて説明する必要があります：
Voltage
電圧 (V) は電気回路内の 2 点間の電位差です。 電位差があると、電子は電位の高い点から低い点へ流れます。
電流
電流（I）は、任意の時間に回路内の点を通って流れる電荷の量である。 単位はアンペア、または「アンペア」（A）。
抵抗
抵抗（R）とは、電流の流れに対抗する力のことです。 電気部品が電流の流れに抵抗する能力を示す尺度である。 測定単位はオーム（Ω）です。
オームの法則は、電流、抵抗、および電圧の間の関係を指定します。 この法則は、導体を通過する電流はその電圧に正比例する、すなわち I=V/R
Power
電力（P）は、回路が行うことができる仕事の量、またはコンポーネントが単位時間当たりに消費する量の尺度である。 簡単に言うと、単位時間あたりに転送される電気エネルギーの量です。 電力の単位はジュール毎秒（J/sec）で、ワット（W）としても知られている。
ワットの法則の式
ワットの法則の式は次のとおりである。 P=IV
ここで、
I = 電流
P = 電力
V = 電圧
よく聞かれるのは、ワットの法則とオームの法則はどう違うのか、という問いです。 オームの法則が回路の抵抗、電圧、電流の関係を定義しているのに対し、ワットの法則は電力、電圧、電流の関係を定義しています。
ただし、これらの法則を組み合わせて、便利な式を得ることができます。 オームの法則によれば、I=V/R、V=IRとなる。 これらをワットの式に代入すると、次のようになります。
P=IxIR=I2R および P=VxV/R=V2/R
これらの式は、他のいくつかの公式を導き出すためにも使用することができます。 しかし、オンラインのワットの法則電卓を使用することもできます。
Applications of Watt’s law
以下はワットの法則式の応用です：
- 電源がある場合、この式を使用して電源が生成できる実際の電力を計算することができます。 また、部品の所要電力を計算する際にも使用できます。 電源の電流と電圧があれば、あとは値を掛け合わせるだけです。
- Watt の式を使用して、建物の電力要件を計算できます。 建物の配線を設計する場合、その総所要電力を推定する必要があります。 この情報をもとに、その建物に適した電線サイズを決定することができます。 また、電気料金の見積もりも可能です。
- 電気部品の電力と電圧がわかっている場合、ワットの式（I=P/V）を使用して、その電流を計算することができます。
- ワットの法則とオームの法則の組み合わせから導かれる公式は、部品の電気抵抗を計算するのに使用することができます。 たとえば、ある部屋に電球を設置した場合、その電球の電気抵抗は P=V2R すなわち R=P/V2 で計算できます。
その部屋に供給される電圧を x ボルト、電球を y ワットとして、抵抗 R=x/y2.
とします。