雷の電力は家庭何世帯分？
普段私たちが目にする「雷」。その光や音は迫力がありますが、実際にどれくらいの電気エネルギーを持っているか考えたことはありますか？雷の電圧は1億V～10億V、電流は1万～20万Aと言われています。今回は、物理の公式を使って雷の「電力」と「電力量」を計算してみましょう！
電力を求める
電力の公式は\(P=IV\)
ここで電圧が1億V、電流が3万Aだとすると
\(\begin{align}P&=IV\\&=1億V×30000A\\&=3.0\times10^{12}\\&=3TW\end{align}\)
一般的な家庭の消費電力はおよそ1~2kWなので、雷は訳1億5千万世帯の電力を一瞬で供給できるパワーを持っていることになります！
電力量を求める
次に、雷の電力量も求めてみましょう！雷の落雷時間は大体0,001~0,1秒程度です。今回は時間を0,01秒だと仮定して計算してみましょう。
電力量の公式はジュールの法則より\(W=IVt\)です。
つまり今回は
\(\begin{align}W=IVt&=Pt\\&=3TW\times0,01s\\&=3.0\times10^{10}J\\&=30GJ\end{align}\)
これはガソリンに換算するとおよそ800L分のエネルギーに匹敵します！
いかがでしたか？
雷は電気だけでなく、振動と音・光など波分野を中心にさまざまな分野と関係しています。気になる方はぜひ調べてみてください。日常の物理を切り口にすれば、教科書の内容が一気に身近に感じられますよ。
今日の公式
\(P=IV\)
\(W=IVt\)
