理論第13回 2026年5月4日 ⏱ 約22分で読めます

P=VI・P=RI²・P=V²/Rの使い分け｜電力の公式

電力の公式は P=VI、P=RI²、P=V²/R の3つ。どれを使うかは「分かっている値」で決まります。オームの法則から導かれる兄弟公式として整理し、電験三種・理論で必ず出る『電力の3大公式（P=VI、P=RI²、P=V²/R）』を、オームの法則から導かれる兄弟公式として整理。9割の受験生が混同する

🃏 暗記フレーズ：電力イコール電圧かける電流

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この記事で身につくこと

電験三種の理論を勉強していて、こんなふうに手が止まったことはありませんか。

「電力の公式が3つもある。P=VI、P=RI²、P=V²/R……どれを使えばいいのか、毎回迷う」

安心してください。この3つはバラバラの公式ではありません。もとをたどれば、たった1本の式から生まれた「兄弟」です。親は P=VI。ここにオームの法則を代入するだけで、残りの2本が自動的に出てきます。つまり、丸暗記するのは1本だけでいいのです。

さらに、使い分けにも迷う必要はありません。問題文で「何が与えられているか」を見れば、使う公式は一発で決まります。電流が分かっていれば RI²、電圧が分かっていれば V²/R。それだけです。

この記事を読み終えると、次のことができるようになります。

電力とは何か（1秒間に電気がする仕事）を、身近な例でイメージできる
P=VI から、P=RI² と P=V²/R をその場で導ける
問題文の条件を見て、使うべき公式を迷わず選べる
電力量 [Wh] と送電線の電力損失まで、同じ土俵で計算できる

「公式が多くて苦手」だった単元が、「条件を見るだけで解ける、いちばん確実な得点源」に変わります。

電力の3大公式を完全攻略｜P=VI、P=V²/R、P=RI²

暗記フレーズ：電力イコール電圧かける電流

この単元で、まず頭に焼き付けてほしいのはこの一言です。

電力イコール電圧かける電流

短いですが、これが電力計算のすべての親です。この1本さえ体に入っていれば、残りの2本は思い出す必要すらありません。その場で作れるからです。

逆に言えば、ここがあいまいなまま3本を丸暗記しようとすると、必ずどこかで取り違えます。「あれ、Iの2乗だったか、Vの2乗だったか」と迷った経験がある方は、覚え方の順番が逆になっているだけです。親から入り直せば、驚くほど整理されます。

🃏 暗記シート

Q. 電力の基本式（電力の3大公式の親にあたる式）を答えてください

💡 暗記フレーズそのまま

ステップ1：そもそも「電力」とは何か

公式の話に入る前に、言葉の意味をはっきりさせておきましょう。ここが曖昧だと、後で必ず足を取られます。

電力とは、1秒間に電気がする仕事のことです。単位は W（ワット）。

電力とは｜1秒間に電気がする仕事[W]

大事なのは「1秒間に」という部分です。電力は量ではなく勢い（ペース）を表しています。

イメージしやすいのは電子レンジです。500W と 600W、どちらが早く温まるかと言えば600Wですね。あれは「1秒あたりに投入している仕事量が大きい」という意味なのです。ドライヤーの1200W、電気ストーブの800W——身の回りの家電に書かれているW表示は、すべてこの「1秒間の仕事」を表しています。

試験問題の中の P[W] も、まったく同じものです。難しい記号に見えますが、正体は電子レンジの数字と同じ。ここが腑に落ちると、電力という言葉への苦手意識がずいぶん軽くなります。

🃏 暗記シート

Q. 電験三種の理論で扱う「電力」とは、ひと言でいうと何ですか

💡 電子レンジの500W・600W

ステップ2：電気が熱に変わる、という現象

次に、電力が実際に「何をしているのか」を押さえます。

抵抗に電流が流れると、抵抗は発熱して温度が上がります。これは理論的に言えば、電気エネルギーが熱エネルギーに変換されたということです。

熱エネルギーへ変わる身近な現象

冬場のヒーター、電気ストーブ、電子レンジ。どれも「電気を熱に変えて仕事をさせている」機器です。電気が消えてなくなったのではなく、姿を変えて仕事をした——この見方ができると、次に出てくる「電力損失」の話もすんなり入ってきます。

つまり、電力を計算するというのは「その抵抗が、1秒間にどれだけの熱を生み出しているか」を計算することでもあるわけです。

ステップ3：直流回路で見る、電力消費の本質

ここで回路図に落とし込みます。

電源 V[V] が電気を送り出し、電流 I[A] が回路を流れ、抵抗 R[Ω] のところで熱として放出される。これが電力消費の全体像です。

直流回路図で見る電力のメカニズム

電源が頑張って供給した電気エネルギーが、抵抗のところで熱に化ける。図で見ると、たったこれだけの話です。

そしてこの回路の中では、V・I・R の3つがオームの法則 V = I × R で結ばれています。この関係があるからこそ、次のステップで公式が「変形」できるのです。

V = I \times R

オームの法則のあたりが少し怪しいという方は、先に合成抵抗で電圧・電流は完全に逆転する：直列『電流ひとつ』／並列『電圧ひとつ』に目を通しておくと、この先の代入がぐっと楽になります。回路の中でVとIがどう決まるかが分かっていれば、公式変形はただの計算作業になります。

ステップ4：基本式 P = VI（電力計算の親）

いよいよ本丸です。電力の基本式はこれです。

P = V \times I

基本式 P=VI｜電力＝電圧×電流

電力イコール電圧かける電流。押す力（電圧）と、流れる量（電流）を掛け合わせたものが、1秒間の仕事量になる——理屈としても素直です。

この式が「親」である理由は単純で、残りの2本はここから作られるからです。逆はできません。P=RI² から P=VI を思い出そうとしても遠回りになります。ですから、覚えるならここ、迷ったら戻るのもここ。この一本を絶対の基準にしてください。

ステップ5：電流Iと抵抗Rで解く P = RI²

では、変形していきましょう。ここは「暗記」ではなく「その場で作る」感覚を身につけてほしいところです。

スタートは、いつも同じ P = VI です。ここに、オームの法則 V = RI を代入します。

P = V \times I = (R I) \times I = R I^{2}

電流Iと抵抗Rで解く｜P=RI²

出てきました。P = RI² です。

注目すべきは、この式に登場する文字が R と I だけになっていること。V が消えています。ということは、この式は——

条件①：電流 I が分かっているときに使う！

電流と抵抗が与えられている問題では、迷わずこれを選びます。「Vが分からないから解けない」ではなく、「Vが要らない式に持ち込む」わけです。この発想の転換ができると、電力問題は一気に軽くなります。

🃏 暗記シート

Q. 電力の3大公式のうち、電流 I と抵抗 R が分かっているときに使う式は？

💡 Iの2乗を忘れずに

ステップ6：電圧Vと抵抗Rで解く P = V² / R

もう1本も、まったく同じ手順です。スタートは変わらず P = VI。今度はオームの法則を I = V / R の形で代入します。

P = V \times I = V \times (\frac{V}{R}) = \frac{V ^{2}}{R}

電圧Vと抵抗Rで解く｜P=V²/R

P = V² / R の完成です。

こちらは文字が V と R だけ。今度は I が消えました。したがって——

条件②：電圧 V が分かっているときに使う！

3本の式を並べてみると、きれいな兄弟関係が見えてきます。

親：P = VI（VとIで解く）
弟その1：P = RI²（Vを追い出した式）
弟その2：P = V²/R（Iを追い出した式）

3本ともすべてオームの法則から派生している——ここが、この単元の核心です。3つ覚えるのではなく、1つ覚えて2回変形する。それだけの話だったのです。

🃏 暗記シート

Q. 電力の3大公式のうち、電圧 V と抵抗 R が分かっているときに使う式は？

ステップ7：使い分けマトリクス（これで一発判定）

ここまでの内容を、1枚の表にまとめます。試験本番で思い出すのは、この表だけで十分です。

3大公式の使い分けマトリクス

分かっている条件	使うべき公式
電圧 V と電流 I	$P = V I$
電流 I と抵抗 R	$P = R I^{2}$
電圧 V と抵抗 R	$P = V^{2} / R$

見ていただくと分かるとおり、与えられた条件で、使う公式が一発で決まります。考える余地がありません。

だからこそ、問題を解くときの最初の動作はいつも同じにしてください。

問題文から、分かっている量に印をつける
この表と照らし合わせて、公式を選ぶ
代入する

「どの公式だったかな」と悩む時間がゼロになります。電験三種の理論は時間との勝負でもありますから、この一手間の省略は効いてきます。

ステップ8：電力量[Wh]と電力損失への応用

電力の3大公式が「超重要」と言われるのは、ここから先に直結しているからです。電力単体で終わる話ではありません。

上へ伸ばすと、電力量です。

電力 P に時間 t を掛けたものが電力量 W[Wh]。

W = P \times t

電力が「1秒間の仕事のペース」でしたから、それを時間で積み上げれば総量になる、という当たり前の話です。時間に比例して蓄積されていきます。電気料金の請求書に kWh と書かれているのは、まさにこれを積算した値ですね。

なお、この電力量については単位の換算（kWhとkJ）がよく問われます。あわせて1kWhは何kJ？＝3,600kJ｜kWhとkJの換算も読んでおくと、電力→電力量の流れが1本につながります。

下へ伸ばすと、電力損失です。

送電線には抵抗があるので、電気を送る途中で熱になって逃げていく分があります。これが電力損失で、式はこうです。

P_{L} = R I^{2}

見覚えがありますね。ステップ5で導いた P = RI² と、まったく同じ形です。送電線という抵抗に電流が流れて発熱する——現象が同じなのですから、式が同じなのは当然のことです。

「電力」で覚えた1本が、そのまま「損失」でも使える。覚える量が増えないどころか、むしろ減っていく。これが、公式を丸暗記ではなく仕組みで理解する強みです。

🃏 暗記シート

Q. 送電線などで発生する電力損失 PL を、電流 I と抵抗 R で表す式は？

ステップ9：練習問題で仕上げる

では、実際に手を動かしてみましょう。

【問題】 ある抵抗器の抵抗値が 20[Ω]、流れている電流が 3[A] でした。この抵抗器で消費される電力 P[W] はいくらでしょうか。

ここで大切なのは、いきなり計算を始めないことです。まず「何が分かっているか」を確認してください。……分かっているのは、抵抗と電流ですね。

答えが出せたら、下へ進んでください。

解答：180 W

Step1／条件の整理

抵抗　R = 20[Ω]
電流　I = 3[A]

Step2／公式の選択

分かっているのは I と R。使い分けマトリクスの中段どおり、選ぶ式は P = RI² です。

Step3／代入と計算

P = R I^{2} = 20 \times 3^{2} = 20 \times 9 = 180 [W]

正解は 180[W] でした。

もし間違えていても、まったく気にしないでください。大事なのは、Step2の「条件を見て公式を選ぶ」という手順が身についているかどうかです。そこさえ習慣になれば、数字が変わっても、抵抗が並列になっても、やることは同じです。何度も繰り返して、確実な得点源に仕上げていきましょう。

🃏 暗記シート

Q. 電験三種の電力計算で、抵抗20Ωに電流3Aが流れているときの消費電力は？

💡 IとRが分かっている＝使う式は決まっている

まとめ

電力の3大公式を、もう一度整理します。

1. 覚えるのは1本だけ

P = V \times I

暗記フレーズは「電力イコール電圧かける電流」。これが親です。

2. 残り2本は、オームの法則を代入して作る

P = R I^{2} P = \frac{V ^{2}}{R}

V=RI を入れれば RI²、I=V/R を入れれば V²/R。3本ともオームの法則から生まれた兄弟です。

3. 使い分けは条件で一発判定

VとI なら P=VI／IとR なら P=RI²／VとR なら P=V²/R。問題文を読んだら、まず「何が与えられているか」に印をつける。それだけで式が決まります。

4. 電力量と損失まで一気通貫

W = Pt で電力量[Wh]、PL = RI² で送電線の損失。土台はすべて同じ式です。

公式が3つあると聞くと身構えてしまいますが、正体は「1本＋変形2回」。覚える負担がいちばん軽く、それでいて出題頻度が高い——電験三種の理論の中でも、これほど費用対効果の良い単元はそう多くありません。ぜひ確実に取りきってください。

⚠ ここを間違える人が多い

計算そのものより、手前の「選び方」で失点するのがこの単元の特徴です。よくある取り違えを2つ挙げておきます。

❌ 2乗をつける文字を取り違える

「Vの2乗だったか、Iの2乗だったか」で迷い、 $P = R V^{2}$ や $P = I^{2} / R$ のような存在しない式を書いてしまうパターンです。

✅ 迷ったら、その場で作り直してください。P=VI に V=RI を入れれば、掛けられた I がもともとの I と並んで $R I^{2}$ 。V を入れる側なら $V \times V / R = V^{2} / R$ 。自分で1行変形すれば、2乗の位置は絶対に間違えません。丸暗記に頼るから迷うのであって、導出できる人は迷いようがないのです。