次のように、抵抗に電池を接続してみます。すると、抵抗に電圧がかかるので、抵抗には電流が流れます。この抵抗を触ってみると...となります。抵抗に電流が流れると、抵抗から熱が発生するからなんです。(抵抗を触ってみたら熱かった!なんて経験したことないでしょうか?)電流が流れることによって熱が発生するのは抵抗だけではなく、金属(例えば、電線)などでも熱が発生します。(電線にも抵抗はあるので、電線も抵抗といえば抵抗ですが...。)細い電線に大きな電流を流してみると...となります。このように、抵抗や金属などの導体に電流が流れると、導体から熱が発生します。この導体から発生する熱をジュール熱といいます。※電気をよく通すものを導体、ほとんど通さないものを絶縁体(または不導体)といいます。導体と絶縁体については、こちらの導体と絶縁体(不導体)のページを参考にしてみてください。ジュール熱はなぜ発生するのか?ジュール熱はなぜ発生するのでしょうか?例えば、次のようなある導体があるとします。導体の中には、プラスの電荷をもつ陽イオンと、自由に動き回ることができるマイナスの電荷をもつ自由電子が存在しています。この導体に電池をつなぐと導体には電場ができるので、マイナスの電荷をもつ自由電子は電場から力を受けて、電池のプラス側の方向に向かって加速(移動)します。※電荷に力を及ぼす空間を電場(または電界)といいます。...電池のプラス側に向かって加速...と、衝突と加速を繰り返しながら移動していきます。すると、自由電子と衝突した陽イオンの熱運動が激しくなるので、導体の温度が上昇し、導体から熱が発生します。この熱がジュール熱です。ジュール熱は、電場から力を受けて加速した自由電子が陽イオンと衝突し、陽イオンの熱運動が激しくなることによって発生するということです。...1と表わされ、ジュール熱は「電流の2乗」と「抵抗」の積に比例します。これをジュールの法則といいます。※ジュール熱の単位は「$\mathrm{J}$」で、ジュールと読みます。2式よりジュール熱は、「電流と抵抗と時間」または「電圧と電流と時間」または「電圧と抵抗と時間」のいずれかが分かれば求められるので、ジュール熱の計算をするときは、場合に応じて2式の3つの式を使い分けましょう。ジュール熱はこんなところで利用されています通常、電気回路から熱が発生するのはよろしくありませんが(というか、できるだけ熱は発生させたくない)、モノによっては、電気エネルギーを熱エネルギーに変えてその熱を利用したい場合もあります。電気ポットはお湯を沸かすのに熱が必要なので、その熱にジュール熱を利用しています。電気ポットの他には、トースター、炊飯器、電気ストーブ、ドライヤーなどもジュール熱を利用しています。このようにジュール熱は、熱を必要とする家電製品など色々なところで利用されています。[$\mathrm{J}$]スポンサーリンクスポンサーリンク電場(電界)中の電子が受ける力や運動については、こちらの電界中の電子の運動のページを参考にしてみてください。計算をするときの基本になります。合成抵抗の計算は複雑そうに思えますが、基本的には、抵抗が2個の場合の直列接続または並列接続の合成抵抗の求め方さえ分かっていれば、ほとんどの回路の合成抵抗を求めることができます。短絡されている抵抗がある場合の合成抵抗の求め方について解説しています。回路に短絡されている抵抗があるんだけど、どうやって合成抵抗を求めるの?なんてときに参考にしてみてください。「重ね合わせの理」は回路中に電源が2つ以上ある場合によく使われる計算方法で、例えば、電圧源と電流源が混在しているような回路や、電圧源が2つ以上あるような回路の計算に使われます。電気の原理の中でも特に重要なものになります。分圧の法則を使った直流回路の計算方法の例です。どちらでも使える法則で、回路計算の基本になります。分流の法則を使った直流回路の計算方法の例です。どちらでも使える法則で、回路計算の基本になります。ループ解析(基本)直流回路の計算をするときによく使われる「ループ解析」の方法と基本的な手順について解説しています。ループ解析はキルヒホッフの第二法則(電圧則)を応用した電気回路の計算方法です。電圧源と電流源の等価変換について解説しています。電圧源と電流源が等価になるための条件や、電圧源から電流源、電流源から電圧源への等価変換のやり方などについて解説していますので参考にしてみてください。電源から供給できる最大電力(最大有能電力)電源から供給できる最大電力(最大有能電力)について解説しています。内部抵抗をもつ電源は、負荷に供給できる電力に上限(限界)があります。電源からの供給電力が最大になるための条件や、負荷に供給できる電源の最大電力(最大有能電力)などについて解説していますので、参考にしてみてください。コンデンサの静電容量と電荷の計算の基本(直列接続と並列接続)コンデンサの静電容量と電荷の計算の基本についてまとめています。コンデンサの計算は、コンデンサ2個を直列接続または並列接続したときの考え方と計算方法が基本になります。計算をするときの基本になります。合成静電容量の計算は複雑そうに思えますが、基本的には、コンデンサが2個の場合の直列接続または並列接続の合成静電容量の求め方さえ分かっていれば、ほとんどの回路の合成静電容量を求めることができます。