V=J/Cの単位は?J=CVやという公式と計算方法【クーロン×ボルト(クーロン)=ジュール?】

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物理を得意にするためには、代表的な公式やその証明(導出)方法について理解しておくことが大切です。

例えばエネルギーの単位としてJ=CVやV=J/Cという公式が有名ですが、この意味やこれを用いた計算方法について理解していますか。

ここでは、このJ=CVやV=J/Cの意味や計算方法について例題を交えて解説していきます。

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J=CV(V=J/C)の意味は?V=J/Cの単位は?【クーロン×ボルト=ジュール?】

それでは、単位換算の公式の一つであるJ=CVについて解説していきます。

まず前半のJはジュールを意味しており、これはエネルギーの単位の代表といえます。一方で右辺に着目しますと、Vはボルト(電圧=電位差の単位)を意味し、Cは電荷の単位のクーロンを表しているわけです。

そして、このJ=CVという式はジュール=ボルト×クーロンと単位換算できることを意味しています。

なお、式変形を行うと、V=J/C(ボルト=ジュール割るクーロン)と表現できます。この単位もV(ボルト)となることを覚えておきましょう。

どちらも重要な単位換算式のため、この機会に理解しておくといいです。

 

J=CV(V=J/C)の計算問題を解いてみよう【クーロン×ボルト=ジュール】

それでは、上述のボルト×クーロン=J(CV=J)という単位換算に慣れるために、実際に計算問題を解いていきましょう。

・例題1

ある電位差5Vがかかっている電場において、3Cの電荷を電場に逆らって移動させたとします。この場合に必要な量のエネルギーの量は何Jとなるでしょうか。

 

・解答1

J=CV(ジュール=ボルト×クーロン)の式にあてはめていきます。

5 × 3 = 15Jと求めることができました。

 

今度はV=J/Cの換算式を用いて計算していきましょう。

・例題2

ある電位差がかかっている電場において、6Cの電荷を電場に逆らって移動させたときに必要であったエネルギーは12Jでした。この場合の電場の電圧はいくらとなるでしょうか。

・解答2

こちらもV=J/Cの公式にあてはめて計算してみましょう。

12 / 6 =2Cと求めることができました。

ボルトもジュールも重要な単位のため、この際に理解しておきましょう。

まとめ クーロン×ボルト(クーロン)=ジュール(J=CVやV=J/C)という公式と計算方法

ここでは、J=CVやV=J/Cの意味や計算方法について解説しました。

J=CVやV=J/Cの公式はジュールとボルトの関係を理解する上でとても重要な式であるため、きちんと理解しておくといいです。

各公式を理解し、より物理を得意にしていきましょう。

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