ジュール熱についての基礎知識まとめ

2025年6月14日

ジュール熱についての概略

ジュール熱とは、電気が流れるときに発生する熱のこと。

電線や電気を通すもの（導体）の中に、電流が流れるときに発生する熱がジュール熱となる。

電流が流れるとき、自由電子（電気を運ぶ小さな粒）が抵抗の働きをする原子や分子にぶつかり
その衝突によって原子や分子が激しく振動し、この振動が熱として放出されるのがジュール熱なんです。

ジュール熱は、電気抵抗を持つすべての導体で発生する。
どんな電子部品にも抵抗成分は存在するやめ、電流が流れれば多かれ少なかれジュール熱は発生する。

例えば、普段使っている家電製品の中の配線や部品でも、微量ながらジュール熱が発生している。

ジュール熱の量は、「ジュールの法則」という式で計算できる。

Q=I2Rt

電流が大きくなったり、抵抗が大きくなったり、電流が流れる時間が長くなったりすると
発生するジュール熱も大きくなる。

また、単位時間あたりのジュール熱のことを「電力」といい
ワット（W）で表される。
電力は以下の式で計算できる。

P=I2R=VI

ジュール熱は、熱を発生させる特性を活かして
私たちの身の回りにある様々な家電製品や機器に利用されている。

暖房器具
- 電気ストーブ、電気こたつ、電気毛布
  電熱線（ニクロム線など抵抗の大きい線）に電流を流すことで熱を発生させ、部屋や体を温める。
調理器具
- 炊飯器、電気ケトル、電気コンロ、トースター
  ヒーター部分に電流を流し、食材を加熱したり、お湯を沸かしたりする。
- IHクッキングヒーター
  電磁誘導によって鍋自体に電流を流し、鍋の抵抗でジュール熱を発生させて加熱する。
その他
- アイロン: 電熱線で底面を加熱し、衣類のシワを伸ばす。
- はんだごて: 先端部分を加熱し、はんだを溶かす。
- ヒューズ: 過電流が流れた際に、ジュール熱によってヒューズが溶断し、回路を保護する。

ジュール熱は便利な一方で、電気火災などの原因にもなり得る。

配線の発熱
電流が流れすぎたり、細すぎる電線を使ったりすると
ジュール熱で電線が過度に発熱し、被覆が溶けたり、火災の原因になったりすることがある。
タコ足配線
複数の電気製品を一つのコンセントに接続すると、想定以上の電流が流れてしまい
配線やコンセントが発熱し、火災のリスクが高まる。
放熱不足
電子機器内部で発生するジュール熱が適切に放熱されないと
機器の故障や寿命短縮につながる。