回路でのエネルギー損失を計算するときに、P =I²RではなくP =V²/ Rを使用できるのはなぜですか？

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私は問題の本を読んでいますが、これに対する答えに戸惑っています：

12 Vバッテリーは2秒間60 Aを供給します。

回路内のワイヤの合計抵抗は0.01オームです。

Q1。供給される総電力はいくらですか？

Q2。ワイヤの熱として失われるエネルギーは何ですか？

A1：

総出力= 12 * 60 * 2 = 1440ジュール。

これまでのところすべて良い。

A2：

これは本の答えです：

P =I²R* t = 3600 * 0.01 * 2 = 72ジュール

大丈夫です。ただし、同等の式P =V²/ Rを使用すると...

P =V²/ R * t =12²/ 0.01 * 2 = 28,800ジュール

これらの方程式は両方ともPのためのものであるため、どのように異なる答えを私に与えていますか？

— そのサゴアール
ソース

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回路には単なるワイヤ以上のものがあります...しかし、彼らはそれが何であるかを言わないので、あなたはそれについて計算をすることはできません。

— 光子

2

方程式のVは、あなたが考えているものではありません。私がワイヤーを流れる電流のように、ワイヤーにかかる電圧です。

— user253751 16

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0.01Ω抵抗を介した60Aは、600mVの降下を与えます。これは、方程式で使用する必要がある電圧です。

— イグナシオ・バスケス・アブラムス
ソース

OKだから、一般的に言えば、抵抗で失われた電力を見つけるために、P = I ^ 2Rが使用されることを理解しています。P = V ^ 2 / Rはいつ使用されますか？

— thatsagoal 16

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@thatsagoal：電圧降下（V）と負荷抵抗（R）がある場合。

— イグナシオバスケス-エイブラムス

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いつでも使いやすい方を使用してください。しかし、Vは、Iが通過するすべてのものを横切る必要があります。あなたが私を知らないなら、それはV ^ 2 / Rを使う良い機会です。Vがわからない場合は、I ^ 2 * Rを使用するのが良いタイミングです。

— mkeith

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この問題は、明確に記述されていない何かを理解していることを前提としています。ワイヤーと（不明な）負荷は直列になっています。したがって、バッテリーの電圧ではなく、電流を共有します。

それが状況です：

回路図

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

他の人が指摘したように、ワイヤの電圧降下は抵抗が小さいため小さいです。

あなたが知っていることは、同じ電流が負荷とワイヤの両方に流れることです。したがって、それは配線で失われた電力を計算するために使用しなければならない情報です。

— ロレンツォ・ドナティがモニカをサポート
ソース

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電線の抵抗にアメリカの記号を使用し、負荷にヨーロッパの記号を使用するのは慣例ですか？

— v7d8dpo4 16

@ v7d8dpo4さて、未知のボックスを描くための簡単な方法としてヨーロッパの抵抗記号を使用しました（重要なのは、線形負荷または抵抗であることを意味しません）。私はヨーロッパにいますが、抵抗器にはアメリカのシンボルが好きです。ヨーロッパのものは、インピーダンスや非線形（または汎用）負荷などの「汎用ボックス」にはあまりにも便利です。とにかく、回路図は、物理的な状況をすばやく理解できるように描写することを目的としていましたが、産業標準の回路図であるふりはありません。

— ロレンツォドナティはモニカをサポートします

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これは本の答えです。P=I²R* t = 3600 * 0.01 * 2 = 72ジュール

それは明らかに間違っているので、より良い本を入手する必要があります。電力は I²Rに等しくなりますが、I²R* tには等しくありません。エネルギー=I²R* t。

供給される総電力はいくらですか？

総負荷抵抗（ワイヤを含む）は12V / 60A = 0.2オームなので、供給される総電力は144 / 0.2 = 720ワットです

ワイヤの熱として失われるエネルギーは何ですか？

ワイヤで失われる電力は60²* 0.01 = 36ワットであるため、供給されるエネルギーはこの数値に時間（2秒）を掛けた値= 72ジュールです。

回路でのエネルギー損失を計算するときに、P =I²RではなくP =V²/ Rを使用できるのはなぜですか？

オームの法則を使用すると、I = V / Rであるため、I²Rは（V / R）²Rになり、V²/ Rになります。話している電圧が、電流Iが流れる抵抗器の両端にかかっていることを確認してください。それ以外は、偶然に間違っているか、おそらく「正しい」可能性があります。

— アンディ別名
ソース

申し訳ありませんが、私は力とエネルギーを混ぜました。質問を訂正します。

— thatsagoal

2

@thatsagoalいいえ、それをしないでください。何人かの人が答えで指摘しているので、あなたはただp＃s＃i＃gの人々を追い払うでしょう。私は前の回答（いぼとすべて）をロールバックしました。私がそうした理由を理解してください。

— アンディ別名

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12 Vが60 Aを供給する場合、オームの法則により、回路の合計抵抗はなければなりません $\frac{12~V}{60~A} = 0.2~\Omega$ $0.2 - 0.01 = 0.19~\Omega$

$0.19 \cdot 60 = 11.4~V$ $0.01 \cdot 60 = 0.6~V$ $\frac{0.6^2}{0.01} \cdot 2 = 72~J$

元のロジックの誤解は、配線の抵抗だけが回路の抵抗ではないということです。

— ダン・ブラウン
ソース

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OPは2016年12月に回答を受け入れました。EE.SEへようこそ。

— トランジスタ

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電力は単位時間あたりのエネルギーです。エネルギーはジュールで測定され、電力はワット（ジュール/秒）で測定されます。

ワイヤで失われる電力はI ^ 2 * Rです。

$\Omega$ $\Omega$

与えられたケースでは、エネルギーの95％が負荷に送られ、5％が配線で失われます。2秒間の合計電力は720Wで、配線で36Wが失われ、負荷に684Wが残ります。2秒で、72ジュールが配線を加熱します。

— スペロペファニー
ソース

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まず、バッテリーによって供給されるすべての電力が、ワイヤによって消費される電力と等しくないことを理解する必要があります。バッテリー自体に損失が生じます。

バッテリーから供給される電力を見つけるには、式P = V * Iを使用し ます。 ここで、Vは端子間の電圧で、Iは正端子から流出する電流です。

ワイヤーの抵抗によって消費される電力を見つけるため。私たちは、好むP = I ^ 2 * Rを。 ここで、Iはワイヤに流れる電流/抵抗、Rはワイヤが提供する抵抗です。

抵抗両端の電圧が不明なため、V ^ 2 / Rを使用できません。電圧源には常に抵抗が直列に接続されます。これは、電源自体が提供する抵抗です。電圧は、内部で提供される抵抗と接続された負荷に分割されます。しかし、それらを流れる電流は常に同じです。

抵抗によって消費される電力を見つけるには、I square * Rの式を使用するのが正確です。

— rvk
ソース