電気抵抗が12Ωのニクロム線に2Aの電流を100秒間流したとき、発生するジュール熱は、次のうちどれか。…
溶接機器の取扱方法に関する知識 第31問
電気抵抗が12Ωのニクロム線に2Aの電流を100秒間流したとき、発生するジュール熱は、次のうちどれか。
- (1)4.8×10⁻¹J
- (2)2.8×10¹J
- (3)2.8×10³J
- (4)4.8×10³J
- (5)2.8×10⁴J
正答 (4)
正答は (4)。4.8×10³J です。
ジュール熱は、次の式で求めます。
熱量 = 電流 × 電流 × 抵抗 × 時間
【あてはめる】
電流 2A
抵抗 12Ω
時間 100秒
熱量 = 2 × 2 × 12 × 100
= 4 × 12 × 100
= 48 × 100
= 4800J = 4.8×10³J
【電流を2乗するのを忘れない】
2×12×100 = 2400 としてしまうと、答えが半分になる
式の中で電流だけが2乗されます。ここがいちばんの落とし穴です。
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【別の道すじ】
電圧 = 抵抗 × 電流 = 12 × 2 = 24V
電力 = 電圧 × 電流 = 24 × 2 = 48W
熱量 = 電力 × 時間 = 48 × 100 = 4800J
先に電圧と電力を出してもかまいません。同じ答えになります。
【ジュールの法則】
抵抗に電流を流すと、熱が発生する
熱量(J) = 電流の2乗 × 抵抗 × 時間
電気ストーブも、電線の発熱も、溶接ケーブルの発熱も、すべてこの式で説明できます。
【溶接で効いてくるところ】
ケーブルが細く長いと、抵抗が大きくなって発熱する
電流の2乗で効くので、大電流を流す溶接では、少し抵抗が大きいだけで大きな熱になります。
【単位のけた】
4800J = 4.8×10³J
選択肢は10のべき乗で書かれているので、けたを合わせます。
出典:普通ボイラー溶接士 2024年下半期実施分(2025年4月掲載/公益財団法人 安全衛生技術試験協会 公表試験問題)出典元ページ
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最終更新日
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