「せっかくオームの法則を覚えたのに、W(ワット)とかJ(ジュール)が出てきてパニック…」
「計算問題が出た瞬間、捨て問にしてる…」
そんな悩み、この記事で今日でおしまいにしませんか?
中学3年生の理科で一番の壁となる「電気」。
実は、たった一つの「ストーリー(流れ)」を知っているだけで、入試で一番の得点源に変わるんです。
今回は、前回の「基礎編」に続く完結編。
みんなが嫌いな「電力・電力量」と、入試によく出る「複雑な回路」を、マンガ感覚で攻略します。
これさえ読めば、もう電気の計算は怖くありません!
(👇前回のあらすじ:30秒で復習!)
電気の計算には「ルール」があることを知ったゆうと君。
「直列=電流が同じ」「並列=電圧が同じ」という武器を手に入れ、最強のツール『テントウムシ(オームの法則)』をマスターしました。
(※まだ前回の記事を読んでいない人は、[🔰こちら(基礎編)] から読むとさらに分かりやすいですよ! もちろん、この記事から読み始めても大丈夫です。)
【第1部】計算ミスが激減!テスト前に確認したい「3つの最強武器」
👦 ゆうと:「前回で『オームの法則』は使えるようになったけど…入試問題を見ると、まだちょっと怖いんだよね。」
👧 あかり:「大丈夫。電気の計算は、結局3つの武器があれば全部解けるから。戦いに行く前に、装備を確認しよう!」
⚔️ 装備リスト(これだけあれば勝てる!)
- オームの法則 👉
V=I×R(ボルト割) - 直列回路 👉 電流は同じ、抵抗は「足し算」
- 並列回路 👉 電圧は同じ、抵抗は「和分の積(小さくなる)」
👦 ゆうと:「よし、ここまではバッチリだ!」
👧 あかり:「じゃあ、ここに新しいボス『電力・電力量』を追加して、一気に攻略していくよ!」
【第2部】どっちがどっち?苦手な「電力(W)」と「電力量(Wh)」を一瞬で区別する方法
👦 ゆうと:「出た…。この W(ワット) とか J(ジュール) とか。ここから急に分からなくなるんだよ。」
👧 あかり:「難しく考えないで! イメージはこうだよ。」
- 電力(W) = エンジンパワー(瞬発力)
- 電力量(Wh・J) = 使ったガソリンの量(合計)
① 電力(W)は「瞬発力」!計算はV×Iで秒殺できる
👧 あかり:「ドライヤーとか電子レンジに『1000W』とか書いてあるよね。あれは『1秒あたりにどれくらい電気エネルギーを使うか』っていうパワーの強さ。」
👦 ゆうと:「数字が大きいほど、パワーが強いってこと?」
👧 あかり:「その通り。計算は超シンプル。『ボルト × アンペア』だけ!」
★電力の公式電力
P(W)= 電圧
V× 電流A
📝【例題】
100Vの電源で、3Aの電流が流れるヒーターの電力は?
👦 ゆうと:「えっと、掛けるだけだから…」
100V×3A=300W
「これだけ? 簡単じゃん!」
② 電力量(Wh・J)は「持久力」!時間の掛け算で攻略
👧 あかり:「次は『電力量』。これは、さっきのパワー(W)で、どれくらいの時間使ったかってこと。」
★電力量の公式電力量
Wh= 電力
W× 時間h(時間)
📝【例題】
300Wのヒーターを 3時間 使った。電力量は何Wh?
👦 ゆうと:「Wに時間を掛けるだけだね。」
300W×3h=900Wh
👧 あかり:「完璧! ちなみに理科では J(ジュール) という単位も出るけど、これは時間を『秒』にするだけ。」
👧 あかり:
「Wh と J の違いは、“時間の単位”だけだよ。」
Wh(ワットアワー)= W × 時間(h)
J(ジュール) = W × 時間(秒)
👦 ゆうと:
「じゃあ、時間を『秒』に直せば J になるってこと?」
👧 あかり:
「その通り!
1時間=3600秒だから、
1Wh = 3600J って変換できるんだよ。」
❓ 3秒ミニクイズ!
300Wのヒーターを「10分」使った。
電力量の単位は、Wh? それとも J?
👦 ゆうと:
「10分って…時間だけど、hじゃないよね?」
👧 あかり:
「そう! ここが超重要!」
👉 正解:J(ジュール)
解説
時間が「秒・分」で出てきたら J。
時間が「時間(h)」なら Wh!
【第3部】難問に見えるだけ?入試レベルの「複合回路」を解く3ステップ
👧 あかり:「武器は全部そろったね。いよいよ、実際の入試のような『直列と並列が混ざった回路』に挑戦するよ!」
👦 ゆうと:「うわっ、なんか複雑そう…。抵抗が3つもあるよ。」
📝【入試レベル問題】
6Vの電源に、「6Ωと12Ωの並列回路」と「2Ωの抵抗」を直列につないだ。
(1) 回路全体の合成抵抗を求めよ。
(2) 回路全体を流れる電流を求めよ。
(3) 並列部分にかかる電圧を求めよ。
手順(1) まずは「合成抵抗」!厄介な並列部分を1つにまとめる
👧 あかり:「落ち着いて。複雑な回路は、まず並列部分を合体させるのが鉄則だよ!」
👦 ゆうと:「えっと、6Ωと12Ωが並列だから…『和分の積』だ!」
\( \frac{6 \times 12}{6 + 12} = \frac{72}{18} = 4\,\Omega \)👧 あかり:「そう! これで並列部分が『4Ω』のカタマリになったよ。あとは残りの『2Ω』と直列につながってるから?」
👦 ゆうと:「直列は足し算だから…」
全体=4+2=6Ω 答え 6Ω
手順(2) 次に「オームの法則」!全体の電流を出せば勝ったも同然
👧 あかり:「抵抗がまとまったら、次は電流! テントウムシの出番だよ。」
👦 ゆうと:「電源は6V、全体の抵抗は6Ω。
だから、電流はV÷Ωで、 『ボルト割』。
6V÷6Ω=1A
手順(3) 最後は「直列のルール」!部分の電圧へゴールイン
👧 あかり:「最後は難関、並列部分の電圧。どう考える?」
👦 ゆうと:「うーん…全体が6Vだから…。」
👧 あかり:「ここで直列のルール! 『直列は電流がどこでも同じ』だよね。
さっき出した電流(1A)は、並列部分のカタマリにもそのまま流れ込むの。」
👦 ゆうと:「全体の電流が1Aってことは、直列だからどこでも1Aなんだね。
並列部分は、電流(1A)で抵抗(4Ω)だから…電圧が出せる!」
V=I× Ω=1×4=4V
答え 4V
👧 あかり:「素晴らしい! この『合成抵抗 → 全体の電流 → 部分の電圧』という流れが、入試の勝ちパターンなんだよ。」
【第4部】テスト直前チェック!みんなが間違える「落とし穴」Q&A
👦 ゆうと:「計算手順は分かったけど、まだちょっとモヤモヤするところがあるんだ。」
👧 あかり:「みんながよくつまずくポイントだね。スッキリ解決しておこう!」
- ❓Q1:並列につなぐと、なんで抵抗が小さくなるの?
-
👧 あかり:「並列は『抜け道』が増えるからだよ。
1本の道より、2本、3本と道(並列)が増えたほうが、電気はスイスイ流れるよね?
流れやすくなる=抵抗が小さくなる ってこと!」 - ❓Q2:W(電力)とWh(電力量)の違いがいまいち…
-
👧 あかり:「スマホの充電で例えると分かりやすいよ。」
- W(ワット)= 充電器のスピード(急速充電器はWが大きい!)
- Wh(ワットアワー)= バッテリーに溜まった電気の量
- ❓Q3:計算ミスを減らすコツは?
-
👦 ゆうと:「あちこち計算してると、今なにを求めてるのか分からなくなるんだ。」
👧 あかり:「回路図に数字を書き込むこと!
計算して『あ、ここは2Aだ』って分かったら、すぐに図に『2A』って書くの。
そうすればパズルみたいに次が見えてくるよ。」
🌈 エンディング:電気計算は「運」じゃない!入試の最大得点源に変えよう
👦 ゆうと:
「最初は『電力』とか『複合回路』とか聞いて
絶対に無理だと思ったけど…
順番にやっていけば解けるんだね。」
👧 あかり:
「そう。電気の単元はね、
一発で答えが出る魔法はないの。
でも、『ルール通りに進めば必ずゴールできる』単元なんだよ。」
👦 ゆうと:
「①合成抵抗を出す
②オームの法則で電流を出す
③電力の公式に入れる…
うん、このルートなら迷子にならない!」
👧 あかり:
「その自信があれば、もう入試問題も怖くないよ。
電気は、分かれば理科の中で一番の得点源になるからね。」
👦 ゆうと:
「よーし!
この調子で、過去問にも挑戦してみる!」
👧 あかり:
「頑張って!
つまずいたら、またこの『3つの武器』と『電力の公式』を見直してね。」
✅ 今日の獲得スキル
- 電力 P = VI (ボルト × アンペア)
- 電力量 Wh = W × h (電力 × 時間)
- 入試の鉄則 「まず合成抵抗 → 次に全体の電流」
👉 これで中学理科の「電気計算」は完全攻略!自信を持ってテストに挑もう!
【前の記事に戻る】
🔰 [基礎編] 静電気と回路のルール・オームの法則を読む
【次の記事に進む】
フレミング左手が3秒でわかる!磁界と電磁誘導の裏ワザ

