電気工事士2種：電力消費に関する公式と計算方法の解説

電気工事士2種の試験勉強をしている際、電力消費に関する問題の公式が分からないことがあります。特に、与えられた式に従って正しい抵抗R[Ω]の計算式を導くことは重要なポイントです。本記事では、令和3年度上期午前の問題を基に、電力消費に関する公式を詳しく解説します。

問題の理解と公式の前提

まず、問題を整理しましょう。与えられた問題は、「抵抗R[Ω]に電圧V[V]を加えると、電流I[A]が流れ、P[W]の電力が消費される場合、抵抗R[Ω]を示す式として誤っているものは」というものです。この問題では、いくつかの選択肢から間違った公式を選ぶ必要があります。

電気工学において、基本的な関係式は次の通りです。

これらの公式を理解した上で、次に進みましょう。

問題文に登場した4つの選択肢を一つずつ確認してみます。

まず、公式P = VIを使って、PをVで割ると、P/V = Iとなります。したがって、PI/Vという式は成立しません。この選択肢は誤りです。

次に、P = I²Rという式を使って、P/I² = Rとなります。したがって、この式は正しい式であり、Rを求める式として成立します。

また、P = V²/Rという式から、V²/P = Rが成り立ちます。したがって、この選択肢も正しい式です。

最後に、V = IRを使って、V/I = Rという式が成立します。しかし、この式は正しい式ではなく、誤りです。V/Iという式でRを求めることはできません。

以上を踏まえると、誤っている式は選択肢(ニ)「V/I」になります。この式は、抵抗Rを求めるための正しい式ではないため、誤りとなります。

電気工学では、与えられた情報から他の変数を求めるために公式を変形することがよくあります。例えば、P = VIの式を使って電力を求めることができますが、抵抗Rを求めるためには、オームの法則や電力の公式を使って計算します。

また、問題で与えられた式の選択肢を理解し、どのように変形すれば正しい結果が得られるのかを学ぶことは、試験を解く上で非常に重要です。

電気工事士2種の試験では、電力消費に関する公式を理解し、正しい式を使って計算することが求められます。令和3年度の問題では、選択肢(ニ)「V/I」が誤った式であることが分かりました。公式を正しく変形し、与えられた式を理解することで、試験問題に対応できるようになります。

今後の勉強では、これらの基本的な公式とその変形方法をしっかりと身につけることが大切です。