• 締切済み
  • すぐに回答を!

消費電力と熱の関係について

消費電力と熱について教えてください。 たとえば、100Ωの抵抗に直流100Vをかけると、1Aの電流が流れ、消費電力としては100Wですが、このとき、抵抗の定格W数が、150Wの場合と、300Wの場合では、抵抗を触ったときの温度が違います。同じ消費電力なので、抵抗自体は同じ熱を出していると思うので、定格の大きい300Wの抵抗の方が、それだけ放熱に優れているため、すぐに熱が外部に逃げて、触ったときに熱く感じないのだろうと考えます。 しかし、抵抗の発熱量は同じだとすると、たとえば、それぞれの抵抗を、全く同じ密閉容器にいれ、その容器の温度を比べたら、同じになると考えてよいのでしょうか? そうだとすると、回路内の個々の部品の定格W数をいくら上げたとしても、消費電力が変わらないのであれば、結果的に回路全体の発熱量は変わらないということでしょうか? ご回答宜しくお願いいたします。

共感・応援の気持ちを伝えよう!

  • 回答数3
  • 閲覧数3782
  • ありがとう数4

みんなの回答

  • 回答No.3

相当混乱しておられるようですね。 > たとえば、100Ωに100Vをかけると、1A流れ、消費電力は100Wですが、 > 抵抗の定格W数が、150Wと、300Wでは、抵抗を触ったときの温度が違います。 これはいくつかの要因が絡みます。 基本的には放熱と抵抗器の耐熱温度で設計が決まります。 300Wの方が形が大きく作ってあり充分放熱するようになっているはずです。 従って同じ100Wでは300W定格の方が放熱が良く温度が低いはずです。 > 抵抗の発熱量は同じだとすると、それぞれの抵抗を、全く同じ密閉容器にいれ、 > その容器の温度を比べたら、同じになると考えてよいのでしょうか? 容器の放熱条件を同じにし、充分な時間をかけて定常状態に達すれば容器の温度は同じになります。 > 回路内の個々の部品の定格W数をいくら上げたとしても、 > 消費電力が変わらないのであれば、 > 結果的に回路全体の発熱量は変わらないということでしょうか? はい、その通りです。でも実際の機器の中では、 それぞれの素子の発熱量が違いますから、全体のことよりも先に まずその素子が焼けないかということを考える必要が有ります。これが定格Wです。 そのあと、全体の放熱を考えます。 余談ですがパソコンで最も発熱するのがCPUです。 CPU速度が速いほど発熱しますので、CPU速度が簡単に上げられないのです。 従って通常のパソコンではCPUを冷却するファンと箱全体を冷却するファンの2つを持っています。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

ご回答ありがとうございました。参考になりました。

  • 回答No.2

「定格○W」の意味をもういちど復習されたほうがよろしいかと思います。 たとえば「定格100W」というのは、「100Wまでの動作をメーカーが保証します」という“メーカーの保証規格”であり、現在その部品が何W消費しているかという話とは全く別問題です。 >全く同じ密閉容器にいれ、その容器の温度を比べたら、同じになると考えてよいのでしょうか? もっと簡単な例では、定格100Wの抵抗と定格300Wの抵抗をそれぞれ同じ温度の水の入ったコップに沈め、同じ電圧・電流を流し続けたとすれば、水は同じ温度で上昇するはずです。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

ご回答ありがとうございました。参考になりました。

  • 回答No.1
  • notnot
  • ベストアンサー率47% (4698/9891)

>それぞれの抵抗を、全く同じ密閉容器にいれ、その容器の温度を比べたら、同じになると 抵抗器の大きさに比べて十分大きな容器であれば同じになると思います。空気をかき混ぜる必要はありますが。抵抗器自体の熱容量が誤差要因になるので、「十分大きな」と書きました。 >回路内の個々の部品の定格W数をいくら上げたとしても、消費電力が変わらないのであれば、結果的に回路全体の発熱量は変わらない そりゃそうです。エネルギー保存の法則。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

ご回答ありがとうございました。参考になりました。

関連するQ&A

  • 消費電力とは

    新しく AIRCON を 取り付けました。 どうも わたしの 常識が 違った?? 冷房・暖房 定格能力 2.2 KW(0.8~3.0 KW) 定格消費電力 300W (100~1000W) とかいています。 わたしの常識では 2.2KW 程度の 消費で、電気代 15EN X 2=30EN/HOUR と 考えていましたが、突然 消費電力 300W= 15EN X 0.3= 5EN/HOUR となったのですか よく 落ちていた BREAKER が なるほど 落ちません ご教示 ください。

  • 消費電力(W)の違う部品を使うと?

    スライダックの消費電力は300W、トランスの消費電力が50W、この場合はトランスが50Wしか消費しないので残り250Wはどうなってしまうのでしょうか?やっぱり熱に変わってしまうのでしょうか?それともトランスの先にある回路で違ってくるのでしょうか?意外とわからないので教えていただけたら幸いです。

  • 冷凍庫の消費電力の求め方

    ある特定の温度のときの冷凍庫の消費電力を求めたいのですが、どうやって求めればよいのでしょうか?計算の仕方を教えてください。 とりあえず、冷凍庫の規格には「電動機定格消費電力:550/600w」、「総合最大消費電力:680/755w」と書かれています。(ちなみにその冷凍庫の設定可能温度帯は-40~-90℃だったと思います。)その他、計算に必要なデータがあるのでしょうか? 「電動機定格」「総合最大」の違いも合わせて教えて頂ければと思います。 よろしくお願いします!

  • 消費電力の求め方

    電子回路の勉強をしています。 消費電力の求め方で疑問点があります。 一般に交流信号の消費電力Pを求めるには、一周期分の瞬時電力pの平均で求めます。 例えば、P=(1/T)∫[0, T] pdt のように求めます。 一方で、抵抗Rで消費される瞬時電力pが下記の式で表せる場合、消費電力はどのように求めるのでしょうか? p={e^(-t/τ)}^2/R 先ほどの例でいくと、P=(1/∞)∫[0, ∞] pdt=0となってしまう気がするのですが。 ご回答よろしくお願いいたします。

  • CPUの消費電力

    CPUって簡単に言えば論理回路の塊だって聞きました。 論理回路というと銅線とスイッチで回路を作った記憶がありますが、ただの回路で電気を消費するようなものでは無いと思います。 ざっと検索すると抵抗による発熱やリーク電流がって出てきますが、もし抵抗などを無視できる理想的な材料でCPUを作ったとすれば消費電力を0にできますか?

  • 3相3線式回路の全消費電力について

    お世話になります。 3相3線式回路の全消費電力の問題です。 図のような回路があり 答えとしては1相のインピーダンスが √64+36=10A 抵抗6Ωに流れる電流がI=V/Z=20A 抵抗6Ωで消費電力PはP=I×I×R=3200W まではわかるのですが、 自分の解いている問題の解説では ここから全消費電力P(抵抗8Ω3個の所の電力は)  P=3P=3×3200=9600W で9.6kW とあるのですが、コイルと抵抗の消費電力がどうなっていきなり P=3Pとなり9.6kWになるのかわかりません。 実際の消費状態の考え方が自分が理解できていないと思うのですが どういう状況なのでしょうか? 説明下手ですみません。 どうかよろしくお願いします。

  • 定格消費電力とは?

     定格消費電力:1500Wと記載されている電化製品は、 1時間当たりの数値ですか? IH(電磁調理器)に、10段階ほどの火力調整ができるのですが、 LEVEL1の火力だろうが、LEVEL10の火力だろうが、 電気代は変わらないのでしょうか? 沸騰したお湯で様子を見てみると、 火力(磁力)のON/OFFの周期が違うのが明白なのですが、 では、定格消費電力とは何を表しているか?疑問に思ったのです。 MAXの意味だと、1500W÷LEVEL10=150W/LEVEL、 なのでしょうか? LEVEL8で10分間使用したとすると、 150W×LEVEL8=1200W/LEVEL÷60分= =20W/分×10分=200W、の計算式で正しいですか? 余談で、1500W÷100V=15A÷60分=0.25A/分、 の計算式は正しいですか? (~_~;) コップ1杯のお湯を沸かすのに、下記のどれがお得ですか? (1)定格消費電力1500Wの電磁調理器に鍋をかけ、 LEVEL8で6分間費やす。 (2)定格消費電力650Wの電気ポットで15分間費やす。 (3)定格消費電力1250Wの出力電力700Wの電子レンジで 4分間費やす。 御時間ありましたら、分り易く御教授下さい。m(__)m

  • XBOX360の消費電力

    購入をする上でずっと気になっていたのですが、XBOX360の消費電力はどの程度なのでしょうか。 調べたところ基盤などにもよるみたいですが150wくらいの消費と分かった物の、ACアダプタもかなりw数を食う様なんですけど、XBOX360の消費電力と言うのはXBOX360本体とACアダプタの消費電力を合わせて150wくらいと言う事なのでしょうか? あまり消費電力が大きすぎると家のブレーカーが落ちてしまうので、教えていただけると助かります。

  • 電球の抵抗値変化と消費電力・明るさの関係

    こんにちは。 私は来年大学受験を予定している者です。 物理の勉強をしていて 分からない点が出てきたので質問させてください。 起電力Vの電池に 抵抗値Rの抵抗器と 温度によって抵抗値rが変化する電球を 直列につないだとき、 「フィラメントの温度が次第に上昇するにつれて、電球の明るさはどうなるか。」 という問題があり、答えは「明るくなる」となっていました。 ところが、具体的に電球の抵抗値が初期値のx倍(x>1)になったときに 消費電力が初期値の何倍になるかを以下のような関数yで表してみると、 ------------  電球の抵抗:  r → xr  電球の電圧: (r/r+R)V →(xr/xr+R)V   回路の電流: (1/r+R)V →(1/xr+R)V と変化するので  電球の消費電力: r{V/(r+R)}^2 → xr{V/(xr+R)}^2 となることから 電球の消費電力の変化倍率yは y = x{(r+R)/(xr+R)}^2 ------------ となり、 rとRの比の設定具合によっては x>1においてyのグラフが「常に単調増加」にはならず、 計算上、電球がある一定値以上の抵抗値をもつようになると、 消費電力は減衰していくことになってしまいました。 これまで学習してきた中では、消費電力 ∝ 明るさ が常だったのですが 今回の場合、どうして消費電力が減少しても「明るくなる」という答えになるのでしょうか。 ・フィラメントのような発熱発光体の場合は、消費電力が減少してもエネルギー全体の中の   光放出の割合(←温度と関係?)が増えることによって結果的に明るくなる。 ・P=IVが成り立たず、上記消費電力に誤りがある。 などと推測してみたのですが、 参考書・インターネット等では明確な答えを得ることができませんでした。 高校生レベルの内容を超えた説明であっても、なんとか理解できるよう努めますので どなたかご助力よろしくお願いします。

  • 回路の消費電力とは何ですか?

    コロナ社の電気工学基礎の問題がわかりません. 「内部抵抗r[Ω]の電池から,R[Ω]の抵抗をn個並列に接続した回路に電力を供給する場合に,nがある限度以上になると,回路での消費電力がn=1のときよりも減少する.nの限度はいくらか?」 という問題です. 解説には(1)Pn=R/n*{E/(r+R/n)}^2 と書いてありましたが,これでは 「電流を計算するときには電池の内部抵抗を考慮しているが,電圧を求めるとき(抵抗×電流)には,電池の内部抵抗が考えられていない気がします.(なぜならR/nはR[Ω]の抵抗を並列に接続した場合の抵抗)」 こういう場合,「回路での消費電力」とは「並列に接続された抵抗の消費電力(電池の内部抵抗は無視する)」,「(電池の内部抵抗も含めて)回路全体の消費電力」のどちらを指すのですか? また,(1)が正しいなら,どうすれば答えが求められますか? 不等式を解いても答えにたどり着けません.