電流と電気量との違いと時間の関係は?【q=it、i=q/tと微分と積分の公式】

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科学的な解析を行う時によく専門用語が出てくることがあります。

これらの用語を理解していないと各処理ができないことが多く、きちんと学んでおくことが大切です。

例えば電気分野の用語として、電流や電気量というものがありますが、これらの関係や違いについて理解していますか。

ここでは、電流と電気量の違いや公式(q=it、i=q/t)関連する用語の微分、積分、時間について解説していきます。

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電流と電気量の関係と公式と違い【時間】

まず、電流とは対象物に対して、単位時間あたりに通過する電気量(電荷の量)を指します。

つまり、電流は電気量の移動速度のようなイメージといってよく、電流×時間=電気量といった関係があるのです。

なお、これらの電流と電気量の関係を表す公式として、q=itまたは、i=q/tというものがあることも理解しておくといいです。

ここで、qが電気量(電荷)、iは電流、tは時間を表しています。

このように、電流と電気量には違いがあるわけです。

電流と電気量の単位【アンペアaとクーロンc】

なお、電流の単位としては基本的A(アンペア)を使います。

また、電気量の単位としてはC(クーロン)を使用するのが基本です。

このとき、間に挟む時間単位はs(秒)であることに注意しましょう。

つまり、単位換算としてはC=A.sという変換式が成立するわけです。

電流と電気量と微分、積分の関係

なお、微分、積分の考え方を電流と電気量の関係にも適用することができます。

具体的には、微小区間での電気量を時間で微分したものが電流に相当すると考えていいです。

上の公式でi=q/tという公式が成り立つことからもわかるでしょう。

この公式において微小区間を取った場合のi=dq/dtがより厳密な電流を表す公式です。

よって、電流を積分したものが電気量(電荷)となるわけです。

電気量と電流の変換(換算)の計算問題を解いてみよう

それでは、電気量と電流の関係の扱いに慣れるためにも、計算問題にチャレンジしていきましょう。

例題1

ある導線に電流値5Aで10s間電気を通電したとします。この時に流れた電気量はいくらと計算できるのでしょうか。

解答1

上の電気量と電流の関係式に基づき計算していきます。

5 × 10 = 50Cが電気量と求められました。

続いて、電気量から電流を計算していきましょう。

例題2

ある導線に時間8秒間通電した際の電気量は72Cでした。このときの電流値はいくらと、計算できるでしょうか。

解答2

この状況での電流の数値は72 ÷ 8 =9Aと求めることができるのです。

まとめ 電流と電気量との違いと時間の関係は?【q=it、i=q/tと微分と積分の公式】

ここでは、電流と電気量との違いと時間の関係は?【q=it、i=q/tと微分と積分の公式】について確認しました。

どれもよく使う電気分野の用語ですので、扱いに慣れておくといいです。

各単位の意味や使い方になれ、毎日の生活をより快適に過ごしていきましょう。

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