中学校技術・家庭科学習指導資料-033/50page

Q=I2Rt(ジュール)
また,この熱量をカロリーという単位に換算するには,1ジュール÷0.24calという関係があるから,
　J＝0.24×I2×R×t　cal
になる。この発熱作用を利用した家庭用の電熱器具類には,前述したものなどがあり,本教具に使用した100W電球も同じなのである。
（2）切り替えスイッチの説明
市販されている電気こんろに例をとると,ニクロム線300W2本,または600W2本を切り替えスイッチによって,弱,中,強とOFF(切）の4段階にして,熱量の調節をしている。本教具においても,電球2箇を使い,そのフィラメントであるタングステンを,2本直列（弱）,1本のみ（中）,2本並列（強）,およびOFFの4段階に接続替えをしている。
次に,それぞれの段階における接続について説明することにする。
1）弱の場合(直列接続)

弱の場合の接続は,図−3のようになり,タングステンである抵抗を2本直列に接続したことになる。鉛筆を使って回路をたどりたしかめてください。
抵抗を直列につなぐということは,「導体の長さが長く」なり,「抵抗は,導体の長さに比例する。」ので抵抗は増えることになる。抵抗を直列につないだときの合成抵抗を求める式は,次のように示される。
直列の合成抵抗=R1＋R2＋R3＝R（Ω）この式から,100Wの電球2箇をつないだときの合成抵抗は,次のように計算される。
W＝E×Iの式から,100W＝100×I,I＝W/Eなので,100/100＝lAとなり,1Aの電流が流れることになる。
次に,抵抗は　R＝E/Iであるから,100W電球1箇の抵抗は,R1＝100/1＝100Ωとなる。2箇の電球を使用しているので,R＝100＋100＝200Ωとなり,直列接続の場合は,合成抵抗は増えることになる。また電流は,I＝E/Rであるから,100/200＝0.5Aになる。