私たちの日常生活の多くは電気で動いていますが、私たちのほとんどは、60ワットと75ワットの電球の違い、または壁のソケットからの電圧が小さな電気スタンドと強力なマイクロ波。
電気の最も基本的な3つの単位は、電圧（V）、電流（I、大文字の「i」）、抵抗（R）です。電圧はボルトで測定され、電流はアンペアで測定され、抵抗はオームで測定されます。
これらの用語を理解するのに役立つ適切な例えは、配管パイプのシステムです。電圧は水圧に相当し、電流は流量に相当し、抵抗はパイプのサイズに似ています。
電気工学には、3つの用語がどのように関連するかを示す基本的な方程式があります。これは、電流が電圧を抵抗で割った値、つまりI = V / Rに等しいことを示しています。これはオームの法則として知られています。
この関係が配管システムにどのように適用されるかを見てみましょう。庭に水をやるのに使用しているホースに接続された加圧水のタンクがあるとしましょう。
タンク内の圧力を上げるとどうなりますか？これにより、ホースからより多くの水が出てくると推測できます。同じことが電気システムにも当てはまります。電圧を上げると、より多くの電流が流れます。
ホースとタンクへのすべての付属品の直径を大きくするとします。これにより、ホースからより多くの水が出てくることもご想像のとおりです。これは、電気システムの抵抗を減らして電流を増やすようなものです。
電力はワットで測定されます。電気システムでは、電力（P）は電圧に電流を掛けたものに等しくなります。
水のアナロジーはまだ当てはまります。ホースを取り、水車小屋で砥石を回すのに使用されたような水車に向けます。水車によって生成される電力を増やすには、2つの方法があります。ホースから出てくる水の圧力を上げると、水車にかかる力が大きくなり、水車の回転が速くなり、より多くの電力が生成されます。流量を増やすと、水車に当たる余分な水の重量のため、水車の回転が速くなります。
次のページでは、電気効率について詳しく説明します。
電気効率
電気システムでは、電流または電圧のいずれかを増やすと、電力が高くなります。6ボルトの電球が6ボルトのバッテリーに接続されているシステムがあるとします。電球の出力は100ワットです。式I = P / Vを使用して、この6ボルトの電球から100ワットを取り出すのに必要なアンペア単位の電流量を計算できます。
P = 100 W、V = 6 Vであることがわかります。したがって、方程式を並べ替えてIを解き、数値に代入することができます。
I = 100 W / 6 V = 16.67アンペア
12ボルトのバッテリーと12ボルトの電球を使用して100ワットの電力を得るとどうなりますか？
I = 100 W / 12 V = 8.33アンペア
したがって、この後者のシステムは同じ電力を生成しますが、電流は半分です。同じ量の電力を作るためにより少ない電流を使用することから来る利点があります。電線の抵抗は電力を消費し、電線を流れる電流が増えると消費電力も増えます。2つの方程式を少し並べ替えると、これがどのように発生するかがわかります。必要なのは、抵抗と電流に関する電力の方程式です。最初の方程式を並べ替えてみましょう。
I = V / Rは、V = I * Rと言い換えることができます。
これで、Vの方程式を他の方程式に置き換えることができます。
P = V * IをVに置き換えると、P = I * R * I、またはP = I 2 * Rが得られます。
この式からわかることは、ワイヤの抵抗が増加すると（たとえば、ワイヤが小さくなったり、導電性の低い材料でできている場合）、ワイヤによって消費される電力が増加することです。しかし、ワイヤを流れる電流が増加すると、劇的に増加します。したがって、より高い電圧を使用して電流を減らすと、電気システムをより効率的にすることができます。電気モーターの効率も、より高い電圧で向上します。
この効率の向上により、自動車業界は1990年代に12ボルトの電気システムから42ボルトのシステムへの切り替えを検討するようになりました。ビデオディスプレイ、シートヒーター、「スマート」な温度調節などの電動設備を搭載した車が増えるにつれ、十分な電流を供給するために太い配線が必要になりました。より高い電圧のシステムに切り替えると、より細いゲージの配線でより多くの電力が供給されます。
スイッチは決して起こらなかった自動車メーカーは、12ボルトでデジタル技術と、より効率的な電動ポンプで効率を高めることができましたので、。しかし、一部の新しいモデルは、システム全体の効率を高めながら、アイドルシャットオフなどの高度な機能に電力を供給するために、別個の48ボルトの発電機を備えたハイブリッドシステムを採用しています。
電気と関連トピックの詳細については、次のページのリンクを確認してください。
初版：2000年10月31日
