結論：電力は「電圧×電流」、電力量は「電力×時間」
結論から言います。
電力とは、電気が1秒間にする仕事の大きさです。そして電力量とは、電力を時間ぶん積み重ねた合計のエネルギーです。
前回学んだオームの法則（V＝IR）の記事と組み合わせると、さらに強力な計算ツールになります。
- 甲種4類・乙種4類の筆記「電気の基礎」で毎回1〜2問出題される最頻出テーマです
- 特に狙われるのはP＝I²R と P＝V²÷R の使い分け――問題文で「電流と抵抗」が与えられたらI²R、「電圧と抵抗」ならV²÷R と即判断できるかがカギ
- ジュール熱の計算では時間の単位変換（分→秒）を忘れるミスがとにかく多い。「2分」と書いてあったら必ず「120秒」に直してから計算する癖をつけましょう
電力とは？
電力（でんりょく）とは、電気が1秒間にどれだけの仕事をするかを表す量です。単位はW（ワット）。
身近な例で考えてみましょう。
| 機器 | 消費電力の目安 |
|---|---|
| LED電球 | 約10W |
| ドライヤー | 約1,200W |
| エアコン | 約500〜2,000W |
ドライヤーが熱くなるのは、たくさんの電力を消費しているからです。
電力の公式と3つの変形
基本形は P ＝ V × I ですが、オームの法則（V＝IR）を代入すると、さらに2つの式が導けます。
| 公式 | 使う場面 |
|---|---|
| P ＝ V × I | 電圧と電流がわかっているとき |
| P ＝ I² × R | 電流と抵抗がわかっているとき |
| P ＝ V² ÷ R | 電圧と抵抗がわかっているとき |
なぜ3パターンあるの？
問題によって与えられる情報が違うからです。電圧と電流しかわからなければ P＝VI、電流と抵抗しかわからなければ P＝I²R、というように使い分けます。
導き方（参考）
難しく考える必要はありません。オームの法則の式を代入するだけです。
P ＝ I²R の導き方
P ＝ V × I に V＝IR を代入 → P ＝ (IR) × I ＝ I²R
P ＝ V²÷R の導き方
P ＝ V × I に I＝V÷R を代入 → P ＝ V × (V÷R) ＝ V²÷R
電力の計算例
問題：100V の電圧をかけたとき、2A の電流が流れた。消費電力はいくらか？
P ＝ V × I ＝ 100 × 2 ＝ 200W
問題：抵抗 50Ω に 3A の電流が流れている。消費電力はいくらか？
P ＝ I² × R ＝ 3² × 50 ＝ 9 × 50 ＝ 450W
電力量とは？
電力量（でんりょくりょう）とは、電力を時間ぶん使ったときのエネルギーの合計です。
電力が「1秒あたりの仕事」なら、電力量は「何秒使ったか」を掛けた仕事の総量です。
単位に注意！
| 単位 | 読み方 | 使い分け |
|---|---|---|
| J（ジュール） | ジュール | 試験問題ではこちらが基本 |
| Wh（ワット時） | ワットアワー | 電気料金などの実務向け |
1Wh ＝ 1W × 3,600秒 ＝ 3,600J です。試験ではJ（ジュール）で計算するのが基本なので、時間は「秒」に変換してから計算しましょう。
電力量の変形公式
P ＝ VI なので、電力量の式にも代入できます。
| 公式 | 使う場面 |
|---|---|
| W ＝ P × t | 電力がわかっているとき |
| W ＝ V × I × t | 電圧・電流・時間がわかっているとき |
| W ＝ I² × R × t | 電流・抵抗・時間がわかっているとき |
| W ＝ (V² ÷ R) × t | 電圧・抵抗・時間がわかっているとき |
電力量の計算例
問題：500W のヒーターを 2分間 使った。消費した電力量は何Jか？
まず時間を秒に変換します。2分 ＝ 120秒
W ＝ P × t ＝ 500 × 120 ＝ 60,000J（60kJ）
ジュール熱とは？
電流が抵抗を通ると、電気エネルギーの一部が熱に変わります。これがジュール熱です。
たとえば、電気ストーブが暖かいのも、ドライヤーから温風が出るのも、すべてジュール熱のおかげです。
V〔V〕
が流れる
この振動＝熱です。電流が大きいほど、抵抗が大きいほど、たくさんぶつかるので発熱量が増えます。
だから Q ＝ I² × R × t なのです。
ジュール熱の公式
ジュール熱の量は、電力量とまったく同じ式で求められます。
「電力量＝ジュール熱」なの？と思うかもしれません。抵抗だけの回路（ヒーターや電熱線など）では、消費した電気エネルギーがすべて熱に変わるので、電力量とジュール熱は同じ値になります。
カロリーへの変換（参考）
試験ではまれに、熱量をcal（カロリー）で求めさせる問題が出ることがあります。
「0.24」は 1÷4.2 ≒ 0.24 から来ています。J（ジュール）で求めた値に 0.24 を掛ければ cal に変換できます。
ジュール熱の計算例
問題：抵抗 20Ω に 5A の電流を 30秒間 流した。発生するジュール熱は何Jか？
Q ＝ I² × R × t ＝ 5² × 20 × 30 ＝ 25 × 20 × 30 ＝ 15,000J（15kJ）
3つの公式の関係を整理
ここまでの公式は、すべてつながっています。
電力 P＝VI ＝ I²R ＝ V²÷R
電力量＝ジュール熱 W＝Pt ＝ I²Rt
つまり、オームの法則が土台で、そこに「掛け算」を重ねていくだけです。
消防設備との関わり
電力・電力量・ジュール熱は、自動火災報知設備の世界でも密接に関わっています。
| 場面 | 関係する知識 |
|---|---|
| 配線の発熱と安全設計 | ジュール熱（電流が大きいと発熱→火災リスク） |
| 予備電源の容量計算 | 電力量（蓄電池が何時間もつか） |
| 感知器の消費電流 | 電力（回路全体の消費電力を設計） |
| 電線の許容電流 | ジュール熱（電線の太さと発熱の関係） |
とくに予備電源（蓄電池）の容量は、「消費電力 × 必要時間」で決まります。電力量の計算そのものですね。
具体例：自火報の予備電源の容量計算
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自動火災報知設備には、停電しても動き続ける予備電源（蓄電池）が必要です。その容量はまさに「電力量」の計算です。
たとえば、受信機の監視電流が 0.5A、蓄電池の電圧が 24V のとき、60分間動かすために必要な電力量は？
P ＝ V × I ＝ 24 × 0.5 ＝ 12W
W ＝ P × t ＝ 12 × 3,600（60分＝3,600秒）＝ 43,200J
このように、消防設備の設計では電力量の計算が実務でそのまま使われます。試験問題として出るだけでなく、甲種取得後の工事でも必要になる知識です。
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まとめ
| 項目 | 公式 | 単位 |
|---|---|---|
| 電力 | P ＝ VI ＝ I²R ＝ V²÷R | W（ワット） |
| 電力量 | W ＝ Pt（時間は秒で計算） | J（ジュール） |
| ジュール熱 | Q ＝ I²Rt | J（ジュール） |
| cal変換 | Q〔cal〕＝ 0.24 × Q〔J〕 | cal |
よくある計算ミス3選
問題を解く前にチェック！
ミス①：I² を忘れる
Q＝I²Rt の「I²」を見落として I×R×t で計算してしまうパターン。たとえば I＝4A なら 4²＝16 です。4×2＝8 ではありません。「二乗」を見たらまずその数だけ先に計算する癖をつけましょう。
ミス②：「分」のまま計算する
「5分間」と書いてあるのに t＝5 で計算してしまう典型ミス。電力量・ジュール熱の単位はJ（ジュール）＝W·秒 なので、分が出てきたら必ず×60して秒に変換。問題文の「分」は引っかけだと思ってください。
ミス③：Wh と J を混同する
家庭の電気料金は kWh（キロワット時）ですが、試験の答えはJ（ジュール）です。1Wh＝3,600J。混同しないように、試験では「秒」と「J」だけで統一するのがコツです。
計算ミスを減らすには、試験本番と同じ電卓で普段から練習するのが効果的です。→ 試験対応の関数電卓を見てみる
理解度チェック問題
問題1. 100V の電源に 20Ω の抵抗を接続した。消費電力はいくらか。
（1）5W
（2）200W
（3）500W
（4）2,000W
問題2. 200W の電熱器を 5分間 使用した。消費した電力量は何Jか。
（1）1,000J
（2）40,000J
（3）60,000J
（4）600,000J
問題3. 抵抗 10Ω に 4A の電流を 1分間 流した。発生するジュール熱は何Jか。
（1）40J
（2）160J
（3）2,400J
（4）9,600J
問題4. ある抵抗に電流を流したところ、10秒間で 4,200J の熱が発生した。この熱量は何calか。ただし、1cal ＝ 4.2J とする。
（1）100cal
（2）420cal
（3）1,000cal
（4）17,640cal
問題5.（応用） 抵抗 R₁＝20Ω と R₂＝30Ω を直列に接続し、100V の電源につないだ。R₁ で消費される電力はいくらか。
（1）80W
（2）200W
（3）500W
（4）1,000W
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