ｋｗは１秒当たりか１時間当たりかの識別

質問

電験の勉強中ですが過去問などでｋｗと書かれているとき、それが１秒当たりの電力か、１時間当たりなのか識別方法が分かりません。これについては、gooでも多数のQ＆Aがありますが、いまいち分かりません。

１　たとえば、第３種電気主任技術者が保安監督できる範囲は発電所出力５０００<ｋw>以下という時、これは１秒当たり、または１時間当たりの電力を示すのでしょうか？

２　変圧器の鉄損が１２０<ｗ>である場合、１日の損失電力量（ｋｗ・ｈ）の値は？という問題では、回答を調べると１時間当たりの電力を示しているようです。（法規の問題）

３　出力５００<ｋｗ>の発電所を建設するとき、有効落差が３０ｍの場合の流量は？という問題では、１秒を当たりの電力を示しています。（電力の問題）　

なにか、経験的なものがあるのでしょうか？

回答No.2

aokisika · ベストアンサー

電験の勉強はしたことがないので法律のことはわかりませんが、ご質問内容を読んで判断する限りでは、「電力」と「電力量」を混同しているように見えます。

電力というのは、

電力＝電圧×電流

です。これに対して電力量は

電力量＝電圧×電流×時間

です。５０００<ｋw>というのは電力であり単位はｋw（キロワット）です。
１日の損失電力量（ｋｗ・ｈ）というのは書いてある通り電力量であり、単位はｋｗ・ｈ（キロワット時）です。

電力１キロワットというのは、１００Ｖの電圧で１０Ａの電流を流した時の「今この瞬間に流れている電気」の量です。
これに対して電力量１キロワット時というのは１００Ｖの電圧で１０Ａの電流を１時間流した時の「流し終わった電気の総量」を表します。

ご質問の２の２.８８ｋｗ・ｈというのは、「２４時間かけて」失われた電気の総量ですから、「１時間当たり」に失われた電気の量ではありません。１時間当たりでは

１２０ｗ×１時間＝１２０ｗ・ｈ

です。このときのｗ・ｈという単位は、電気を流した流した（失われた）総量であって、１時間当たりではありません。１時間当たりではないので、「１時間当たりでは１２０ｗ・ｈ」と言う必要があるのです。

ゴムホースを使って池に水を入れる場合を考えてください。直径１ｃｍのゴムホースを使って水を入れることにします。さて、直径１ｃｍというのは１秒当たり直径１ｃｍなのでしょうか？それとも１時間当たり直径１ｃｍなのでしょうか？
この質問はナンセンスですよね。ホースの直径は水がどれだけ流しやすいかの目安ですから、１時間当たり直径１ｃｍなんてことはありませんよね。これに相当するのが電力１ｋｗです。

ではこのホースを使って２４時間水を流し続けると、池にはどれだけの水が溜まるでしょうか？２４時間で２,２８０ｋＬ（キロリットル）の水が池に入ったとします。さてこの２,２８０ｋＬというのは１時間あたりでしょうか？それとも１秒当たりでしょうか？
どちらも違いますよね。２４時間で２,２８０ｋＬですから、１時間あたり０.１２０ｋＬ（＝１２０Ｌ）の水が池に入っているはずです。

さて、ご質問の１の「発電所出力５０００<ｋw>以下」というのは、ゴムホースの太さに相当します。太いとたくさんの水（電気）が流れますし、細いと少ししか流れません。
ところで、５０００<ｋw>の太さのホースで３分間水（電気）を流した時と、その１０分の１の太さの５００<ｋw>のホースで１時間水（電気）を流した時を比べると、流れた総量はどちらが多いでしょうか？
５０００<ｋw>×３分＝１５０００ｋｗ・分＝２５０ｋｗ・時
５００<ｋw>×６０分＝３００００ｋｗ・分＝５００ｋｗ・時
となりますから、流れた総量は細いホースで１時間流した方が多くなります。これが電力量です。

２変圧器の損失が１２０<ｗ>であるということは、ホースに１２０<ｗ>の穴が開いていて、水が漏れてしまうということです。１２０<ｗ>の穴から１時間に漏れる量は
１２０ｗ×１ｈ＝１２０ｗ・ｈ
です。２４時間では
１２０ｗ×２４ｈ＝２８８０ｗ・ｈ＝２,２８０ｋｗ・ｈ
となります。
これは２４時間かけて漏れた総量ですから、１時間当たり２,２８０ｋｗ・ｈ漏れたわけではありません。
１２０ｗの穴から２４時間かけて漏れた量です。これは２,２８０ｗの穴から漏れたとすると１時間で漏れてしまう量です。そういう意味です。

３　出力５００<ｋｗ>の発電所
これは、何時間かかけて流し終わった量ではなく、今この瞬間に流れている量ですから、ホースの太さです。

「１時間当たり」というのはとりあえず忘れましょう。
今考えているのがホースの太さ（電力、単位ｋｗ）なのか、そのホースを使って池に貯めた総量（電力量、単位ｋｗ・ｈ）なのか、を考えましょう。

お礼

ありがとうございました。電力と電力量の違いとても良く分かりました。

また、これまで、次のように勘違いしていたことが理解できました。
１００ｋｗの電力を１時間連続して使用した場合、１００ｋｗ×６０（分）×６０（秒）＝360,000ｋｗｈと考えていました。
正しくは、ｋｗｈの定義から１００ｋｗ×１（時間）＝１００ｋｗｈですよね。

回答No.1

jacta

電験については知りませんので、あくまでも一般論として...

まず、電力と電力量の区別がついていないように思います。
電気だと直感的にわかりにくいので、形のある物体を動かす場合で考えてみます。

1kgの質量を持つ物体に1m/s^2の加速度を生じさせる力が1N（ニュートン）です。
1Nの力を加えて物体を1m動かしたときの仕事量が1J（ジュール）です。
1秒あたり1Jの仕事量をこなすときの仕事率が1W（ワット）です。

電気の場合は、この仕事率のことを電力と呼んでいます。
そして仕事量のことを電力量と呼んでいます。
上記にならえば、電力量の単位にはJを使うのが筋ですが、実際の運用上の便宜から、1時間を基準としたw・h（ワット・アワー＝ワット時）を使っているわけです。前につくk（キロ）はkmなどと同じで1000倍の意味ですね。

つまり、kWとkW・hでは表現するものが異なるのです。
実際、JはW・s（ワット秒）と表現することもできます。

高校程度の物理の知識があれば、簡単に理解できると思いますよ。

お礼

回答ありがとうございました。ｋｗとｋｗ・ｈの違い分かりました。