ワット

ワット（記号：W ）は、国際単位系（SI）における電力または放射束の単位で、1秒あたり1ジュールまたは1 kg⋅m ² ⋅s ⁻³に等しい。^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}エネルギー伝達の速度を定量化するために使用される。ワットは、18世紀のスコットランドの発明家、機械技師、化学者であるジェームズ・ワット（1736～1819）にちなんで名付けられた。彼は1776年にニューコメン機関を改良し、独自の蒸気機関を発明し、それが産業革命の基礎となった。 

物体の速度が毎秒1 メートルに一定に保たれ、かつ 1ニュートンの一定の抵抗力が加えられている場合、行われる仕事の速度は1 ワットである。 $${\displaystyle \mathrm {1~W=1~J{/}s=1~N{\cdot }m{/}s=1~kg{\cdot }m^{2}{\cdot }s^{-3}} .}$$

電磁気学の観点から言えば、1ワットとは、1アンペア（A）の電流が1ボルト（V）の電位差を流れるときに行われる電気的な仕事率であり、つまりワットはボルトアンペアに等しい（ただし、後者の単位は電気回路の 実際の電力とは異なる量に使用される）。$${\displaystyle \mathrm {1~W=1~V{\cdot }A} .}$$

上記の式とオームの法則を使用すると、ワットの単位変換をさらに2つ求めることができます。 $${\displaystyle \mathrm {1~W=1~V^{2}/\オメガ =1~A^{2}{\cdot }\オメガ } ,}$$ オーム(​${\displaystyle \Omega }$）は電気抵抗のSI組立単位です。

ワットはスコットランドの発明家ジェームズ・ワットにちなんで名付けられました。^{[ 5 ]}この単位名は、 1882年8月にC・ウィリアム・シーメンスが英国科学振興協会の第52回大会の会長演説で提案しました。^{[ 6 ]}実用的な単位系の単位が著名な物理学者にちなんで名付けられていることに着目し、シーメンスはワットが電力の単位として適切な名前かもしれないと提案しました。^{[ 7 ]}シーメンスは、既存の実用的な単位系の中でこの単位を「 1ボルトの電位差を通して1アンペアの電流によって伝達される電力」と定義しました。 ^{[ 8 ]}

1908 年 10 月、ロンドンで開催された電気単位と標準に関する国際会議で^{[ 9 ]}いわゆる国際定義が実用的な電気単位として確立されました。^{[ 10 ]}シーメンスの定義が国際ワットとして採用されました。（1 A ² × 1  Ω も使用されました。）^{[ 5 ]}ワットは、実用的な単位系で 10 ⁷単位の電力に等しいと定義されました。 ^{[ 10 ]} 「国際単位」は 1909 年から 1948 年まで支配的でした。1948年の第 9 回国際度量衡総会の後、国際ワットは実用的な単位から絶対単位（つまり、長さ、質量、および時間のみを使用）に再定義されました。具体的には、これは 1 ワットが単位時間あたりに伝達されるエネルギーの量、つまり 1 J/s として定義されたことを意味します。この新しい定義では、1絶対ワット= 1.00019国際ワットです。 1948年以前に書かれたテキストは国際ワットを使用している可能性が高く、この時期の数値と1948年以降のワットを比較する際には注意が必要である。^{[ 5 ]} 1960年、第11回国際度量衡総会は、絶対ワットを電力の単位として国際単位系（SI）に採用した。 ^{[ 11 ]}  

アトワット

国際標準基準音圧1μPaに対応する水中での音の強度は約0.65 aW/m ²である。^{[ 12 ]}  

フェムトワット

フェムトワットで測定される電力は、一般的にラジオやレーダー受信機の仕様書に見られます。例えば、FMチューナーの感度、静音性、信号対雑音比といった性能値を正しく示すには、アンテナ入力に印加されるRFエネルギーを指定する必要があります。これらの入力レベルは、多くの場合dBf（1フェムトワットを基準としたデシベル）で表されます。これは、75オームの負荷では0.2739マイクロボルト、300オームの負荷では0.5477マイクロボルトに相当します。この仕様では、チューナーのRF入力インピーダンスが考慮されています。

ピコワット

ピコワットで測定される電力は、通常、ラジオやレーダー受信機、音響学、電波天文学の分野で使用されます。1ピコワットは、この量をデシベルで表した場合の音響パワーの国際標準基準値です。 ^{[ 13 ]}

ナノワット

ナノワット単位で測定される電力は、無線受信機やレーダー受信機に関しても一般的に用いられる。

マイクロワット

マイクロワットで測定される電力は、脳波計（EEG）や心電計（ECG）などの医療計測システム、さまざまな科学・工学機器、無線受信機やレーダー受信機などで一般的に用いられています。電卓や腕時計などの機器に使用される小型太陽電池も、通常マイクロワットで測定されます。^{[ 14 ]}

ミリワット

一般的なレーザーポインターは約5ミリワットの光出力を出力しますが、一般的な補聴器は1ミリワット未満しか使用しません。^{[ 15 ]}音声信号やその他の電子信号レベルは、1ミリワットを基準としたdBmで測定されることがよくあります。

ワット

PCの電源ユニットは通常ワット数で表記され、最新のグラフィックカードのTDP（熱設計電力）は通常数百ワット程度である。

キロワット

キロワットは、一般的にエンジンの出力や、電動機、工具、機械、ヒーターなどの電力を表す単位として用いられます。また、ラジオやテレビの放送送信機の電磁出力を表す際にもよく用いられる単位です。

1キロワットは約1.34馬力に相当します。発熱体が1つだけの小型電気ヒーターは1キロワットを消費します。アメリカ合衆国の一般家庭の平均電力消費量は約1キロワットです。 ^{[ ii ]}

地球上の1平方メートルの表面積は、通常、太陽から約1キロワットの太陽光（太陽放射照度）を受けます（晴れた日の正午、赤道付近の場合）。^{[ 17 ]}

メガワット

大型電気モーター、大型軍艦、航空母艦、巡洋艦、潜水艦、大規模サーバーファームまたはデータセンター、超大型加速器や超大型レーザーの出力パルスなどの科学研究機器など、多くの事象や機械がこの規模のエネルギー変換を生成または維持しています。大規模な住宅または商業ビルは、数メガワットの電力を使用する場合があります。鉄道では、現代の高出力電気機関車は通常、最大出力が5～ 6MWのものもありますが、中にはもっと多くの電力を発電するものもあります。例えば、ユーロスターe300は、12  MWである一方、大型ディーゼル電気機関車は通常、3～ 5MW。米国の原子力発電所の夏季の正味発電容量は約3～5MWです。500 MW および 1300  MW。^{[ 18 ]： 84–101}

オックスフォード英語辞典（OED ）におけるメガワットの最も古い用例は、 1900年版ウェブスター国際英語辞典の記述である。OEDによると、メガワットは1947年11月28日付の科学誌『サイエンス』（506:2）の記事にも登場している。

ギガワット

ギガワットは、人口180万人の都市の年間平均電力消費量に相当し、大規模発電所の出力です。そのため、ギガワットは大規模発電所、送電網、そしてますます大規模データセンターで使用されています。^{[ 19 ]}例えば、2010年末までに、中国の山西省の電力不足は5～6  GWに増加すると予想され^{[ 20 ]}、ドイツの風力発電設備容量は25.8 GWでした。^{[ 21 ]}ベルギーのドール原子力発電所の4基のうち最大のユニットは、ピーク出力が1.04  GWです。^{[ 22 ]} HVDCコンバータは、最大2  GWの定格電力で構築されています。^{[ 23 ]}

テラワット

2019年に世界中で人間が使用した一次エネルギーは約16万 テラワット時で、これは その年の平均連続電力消費量が18 TWに相当する。^{[ 24 ]}地球自体が放出するエネルギーは47±2 TWで、^{[ 25 ]}太陽放射から受け取るエネルギーよりはるかに少ない。1960年代半ばから1990年代半ばまでの最も強力なレーザーはテラワットの電力を生成したが、それはナノ秒間隔に限られていた。平均的な落雷は1  TWでピークに達するが、落雷は30マイクロ秒しか続かない。

ペタワット

ペタワットは、現在の世代のレーザーによってピコ秒オーダーの時間スケールで生成できます。そのようなレーザーの1つは、ローレンス・リバモア国立研究所のNovaレーザーで、チャープパルス増幅 と呼ばれるプロセスによって1.25 PWの出力を達成しました。パルスの持続時間は約0.5 psで、総エネルギーは600 Jでした。 ^{[ 26 ]}もう1つの例は、大阪大学レーザー工学研究所（ILE）の高速点火実験用レーザー（LFEX）で、約1 psの持続時間で2 PWの出力を達成しました。^{[ 27 ] [ 28 ]}    

平均全太陽放射照度1.361  kW/m ^{2 [ 29 ]}に基づくと、地球の大気に当たる太陽光の総出力は174 PWと推定される。地球のエネルギー不均衡 として測定される地球温暖化の平均速度は、 2019年までに約0.5 PW（入射太陽出力の0.3%）に達した。 ^{[ 30 ]} 

ヨッタワット

太陽の出力は382.8  YWで、地球の大気に到達すると推定されるエネルギーの約20億倍である。^{[ 31 ]}

電力業界では、慣例としてメガワット電気（MWe ^{[ 32 ]}または MW _e）^{[ 33 ]}は発電機によって生成される電力を指し、メガワット熱または熱メガワット^{[ 34 ]}（MWt、MW _t、または MWth、MW _th ）は発電所によって生成される 熱電力を指し、メガワット機械（MW _m）は機械電力を指します。^{[ 35 ]}例えば、アルゼンチンのエンバルセ原子力発電所は、核分裂炉 を使用して 2,109 MW _t （つまり熱）を生成し、それが蒸気を発生させてタービンを駆動し、648  MW _e（つまり電力）を生成します。他のSI 接頭辞が使用されることもあります。たとえば、ギガワット電気（GW _e）などです。SI 規格を維持している国際度量衡局は、量に関する追加情報は単位記号ではなく量記号に付加すべきであると述べている (例: P th = ₂₇₀ WであってP = 270 W _thではない)。そのため、これらの単位記号は SI 規格ではない。^{[ 36 ]} SI 規格に準拠して、エネルギー会社Ørsted A/S は、発電電力にはメガワット単位を、アヴェデレ発電所などの熱電併給発電所で供給される熱出力にはメガジュール毎秒相当の単位を使用している。^{[ 37 ]}

交流（AC）電気を説明する際には、ワットとボルトアンペアという別の単位が区別される。これらの単位は単純な抵抗回路では等価であるが、負荷が電気リアクタンスを示す場合には異なる。

ラジオ局は通常、送信機の出力をワット単位で報告しますが、これは実効放射電力を指します。これは、送信機の主ローブの強度に匹敵するために、半波長ダイポールアンテナが放射する必要のある電力のことです。

電力とエネルギーという用語は密接に関連していますが、異なる物理量です。電力はエネルギーが生成または消費される速度であり、単位時間あたりのエネルギーを表す単位（ワットなど）で測定されます。

例えば、定格電力100Wの電球を1時間点灯すると、消費されるエネルギーは100ワット時（W・h）、0.1キロワット時、または360キロジュールになります。同じ量のエネルギーで、40ワットの電球を2.5時間、または50ワットの電球を2時間点灯させることができます。 

発電所は、通常メガワットまたはギガワットといっ​​た電力単位で評価されます（例えば、中国の三峡ダムは約22ギガワットと評価されています）。これは、発電所が任意の時点で達成できる最大出力を示しています。しかし、発電所の年間エネルギー出力は、通常ギガワット時といったエネルギー単位（電力単位ではない）で記録されます。主要なエネルギー生産または消費は、多くの場合、特定の期間（多くの場合、暦年または会計年度）のテラワット時で表されます。1テラワット時のエネルギーは、1テラワットの電力を1時間持続的に供給した場合、または約114メガワットを1年間供給した場合と同等です。

出力電力＝エネルギー／時間

1テラワット時/年 =1 × 10 ¹²  W·h / (365 日 × 1 日 24 時間) ≈ 1億1400万ワット、

約114メガワットの定常出力に相当する。

ワット秒はエネルギーの単位で、ジュールに等しい。1キロワット時は360万ワット秒である。

ワット毎時は電力の時間変化率の単位ですが、^{[ iii ]}ワット（またはワット時）をワット毎時と呼ぶのは正しくありません。^{[ 38 ]}

• キブルバランス（旧称ワットバランス）
• 定格出力（太陽光発電）
• ワンワット・イニシアチブ
• 力率
• 太陽定数
• ワット数変換係数
• ワットメーター

• ウィキメディア・コモンズにあるワット関連のメディア
• Wiktionaryにおけるワットの辞書定義
• ボルヴォン、ジェラール。「電気単位の歴史」。
• ネルソン、ロバート A. (2000 年 2 月)。国際単位系: その歴史と科学および産業における利用。Via Satellite。ATI コース。