物理基礎 / 電気とエネルギーの利用

電気量の計算(Q=It)

★ 基礎電流電気量

問題

$0.80 A$ の一定の電流を $10$ 秒間流した。導線の断面を通過した電気量は何 C か。

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電流は 1 秒あたりに通る電気量。1 秒で 0.80 C 通るなら、10 秒では何 C 通るだろうか。

解答・解説

I=Q/t を Q について解くと Q=It。一定の電流なら「電流×時間」で通過した電気量が出る。

⓪ 発想 — どう考え始めるか。 電流 $0.80 A$ とは「1 秒あたり $0.80 C$ 通る」という意味だった。なら 10 秒間では、その 10 倍が通る。定義をそのまま掛け算にすればよい。

公式

Q = I t

(一定の電流のとき)

① 代入する。

$Q = I t = 0.80 \times 10 = 8.0 C$

まとめ I-t グラフを描くと、 $Q = I t$ は「グラフの下の長方形の面積」にあたる。この「グラフの面積=積みあがった量」という見方は、v-t グラフの面積=距離とまったく同じ構造で、物理のあちこちで使い回せる。

I-t グラフ。長方形の面積 0.80×10 が通過した電気量 Q

答

$8.0 C$

1 秒ずつ数えるルート(苦手な人向け)。 1 秒目に $0.80 C$ 、2 秒目にも $0.80 C$ 、…と 10 回積み重なる。

$0.80 C \times 10 回 = 8.0 C$

「毎秒同じだけ通る→掛け算」。速さ×時間=距離と同じ感覚で扱える。