C16物理学2022 5.3.5.電流と仕事

土曜日, 9月 10, 2022

C16物理学 power 電流

t f B! P L

 電力 $P=IV$ の単位は,$[{\rm A}][{\rm V}]→[{\rm A}][{\rm J/C}]→[{\rm A}][{\rm J/(A\cdot s)}]→[{\rm J/s}]$ より,仕事率と同じ $\rm W$ になることが分かります。

 電場が自由電子にする仕事に注目すると,$ p= F⋅\overline v=eE \overline v=eVL\overline v =e \overline v VL$ より,自由電子1個が電場から単位時間にされる仕事が求まります。導体中の全ての自由電子が電場から仕事をされるので,$W=nSL\cdot e\overline v VL=en\overline v SV$ より,電力と同じ式が得られます。電場がする仕事は電場による位置エネルギーに等しいので,電力とは電場による位置エネルギーが解放されたものであることが分かります.

 大学入試では,動画で説明したような導出過程が出題されます.繰り返し演習して,考え方をつかみましょう.

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