オームの法則・直流電力計算機を使う

1つの抵抗器から始める

両端に 12 V がかかる、理想的な 470 Ω の抵抗器を考えます。計算機は抵抗器を流れる電流と、熱として消費される電力を求めます。計算機に直接値を入力してください。サンプルファイルを開く必要はありません。

使い方

1. オームの法則・直流電力計算機 を開きます。既知の値 で V + R、つまり電圧と抵抗を選びます。

2. 電圧 に 12 を入力し、V を選びます。抵抗 に 470 を入力し、Ω を選びます。図の V と R は既知で、I と P が計算対象です。

   既知：12 V と 470 Ω

3. 計算結果 を確認します。入力を変更すると、計算ボタンなしで更新されます。電流 は 25.5319 mA、電力 は 306.383 mW になるはずです。計算式 には、計算値を使った V = I × R と P = V × I が表示されます。

   12 V · 470 Ω

4. 抵抗の入力を 0.47 に、単位を kΩ に変更します。両方の変更が必要です。0.47 kΩ は 470 Ω と等しく、電流と電力は変わらないはずです。

   12 V · 470 Ω

   12 V · 0.47 kΩ

5. 既知の値 で V + I を選びます。ツールは直前の有効な計算から新しい入力欄を埋めます。電流には、結果タイルの表示より精密な値が使われます。計算された抵抗が約 470 Ω になることを確認します。下の表で全6通りの組み合わせを説明しています。

6. V + R に戻し、抵抗を 470 Ω のままにして電圧を 24 V に変更します。下の 12 V の場合と電流・電力を比較してください。抵抗が一定なので、電流は2倍、電力は4倍になります。結果を印刷するには 結果を印刷 を使います。

   12 V · 470 Ω

   24 V · 470 Ω

既知の値を2つ選ぶ

V は抵抗器の両端の電圧、I は流れる電流、R は抵抗、P は消費電力です。各組み合わせから残り2つの量を計算し、4つすべてを結果に表示します。

既知の値の組み合わせを変更すると、入力欄が変わります。有効な計算後は、その結果を最大10桁の有効数字で入力欄に設定します。直前の入力が無効な場合は、新しい欄の初期値を使います。続ける前に値と単位を確認してください。

単位を選ぶ、または単位の接尾辞を入力する

数値と選択した単位は一緒に解釈されます。470 を残したまま Ω を kΩ に変えると、470,000 Ω を意味します。数値が自動で 0.47 に換算されることはありません。同じ抵抗にするには、手順 4 のように数値と単位を両方変更します。

250 mA や 4.7 kΩ のように、単位付きの値も入力できます。対応する単位接尾辞は選択欄より優先されます。選択欄が kΩ でも、470 Ω は 470 Ω と解釈されます。数値と単位を一致させてください。この手順では数値のみを入力し、単位は選択欄で指定します。

結果はSI接頭辞を自動で選び、最大6桁の有効数字を表示します。例えば 0.3063829787 W は 306.383 mW と表示されます。変わるのは表示方法であり、計算された量ではありません。

結果を印刷する、またはリセットする

計算を確認する

• 12 V と 470 Ω で、25.5319 mA と 306.383 mW を確認します。0.47 kΩ に変えても両方の結果は同じになるはずです。
• 基本単位で式を確認します。I = V / R = 12 / 470 A、P = V × I = 144 / 470 W です。電圧と電流を掛けてワットを求める際は、電流にアンペアを使います。
• 24 V と同じ 470 Ω で、51.0638 mA と 1.22553 W を確認します。電圧が高くなると、電流と発熱の両方が増えます。
• 逆算で確認するには、自動入力された値を使って既知の組み合わせを変更します。丸めた結果を再入力すると、逆算した値に小さな差が出る場合があります。数値だけでなく入力単位も比較してください。

よくある質問とトラブル対処

結果が 1,000 倍変わったのはなぜですか？

入力単位と入力した接尾辞を確認してください。12 V で 470 kΩ は 470,000 Ω を意味し、25.5319 mA ではなく 25.5319 µA になります。Ω と kΩ は 1,000 倍違い、mA と A も同様です。同じ物理量を保つ場合は、単位を変更するときに数値も調整します。

入力欄が強調され、結果が空になるのはなぜですか？

両方の入力に、有限で有効な数値と、選択した量に対応する単位が入っているか確認してください。ツールは大きさを扱うため、負の入力は受け付けません。強調された欄を修正すると、結果が自動で更新されます。

ゼロを入力できますか？

抵抗はゼロより大きい必要があります。抵抗が既知の場合、電圧・電流・電力にはゼロを使えます。このとき電圧・電流・電力はゼロになり、既知の抵抗は保持されます。抵抗を含まない組み合わせでは、両方の入力がゼロより大きい必要があります。

逆算すると抵抗が少し違うのはなぜですか？

結果タイルは最大6桁の有効数字に丸められています。25.5319 mA と 12 V を再入力すると、470 Ω に近い抵抗になりますが、小さな丸め誤差が生じます。既知の組み合わせを変更すると、直前の計算値を最大10桁の有効数字で使うため、差が小さくなります。

計算した電力から購入する抵抗器を選べますか？

電力の結果は、この計算における理想的な抵抗器の発熱を表します。部品の選定やデータシートの定格確認は行いません。使用温度と実装条件においてメーカーが許容する損失電力と比較し、必要なディレーティングも考慮してください。

この例をLEDや交流のリアクティブ負荷に使えますか？

この計算機は量の大きさを用いて抵抗性の直流回路をモデル化します。LEDの順方向電圧、交流の位相角、力率、リアクティブなインピーダンスは含まれません。LED回路には 直列LED列の抵抗を選ぶ、1組の直列または並列抵抗には 一つの直列・並列グループの抵抗やコンデンサーを合成する を使ってください。複雑な回路には、その他の部品を含むモデルが必要です。

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出典