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白熱電球の電流電圧特性の物理実験を行いました。
それで、グラブが考察においてオームの法則に従わなかった理由を教えてください。

A 回答 (8件)

金属はオ-ムの法則によく従いますが、


温度が変わると抵抗が変わってしまいます。

白熱するほど温度が変わると抵抗が激しく変わってしまうので
オームの法則に従っていないように見えます。

金属の抵抗は、一般に千度温度が上昇すると3~8倍くらい
になります。
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厳密な説明だと、電圧が上がるとフィラメントの温度が上がる、するとフィラメント中の電子とタングステンの振動が激しくなり、フィラメントの抵抗が上がる。

そのために直線的なオームの法則は成り立たなくなる。
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電圧が変われば当然電流が変わりますね、電流が変われば発熱量は減ります。


フィラメントの温度は当然変わります、これは瞬間値ではありません。
フィラメントの温度、その温度での抵抗をきっちり計算、そのうえでデーターを補正しましたか?。
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先の回答は、白熱電球を点灯させた極く短時間の現象なので、質問に沿ったものとは思えません。


質問の詳細が分かれば、再回答できるかもしれません。
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白熱電球のフィラメント材料のタングステンは、その抵抗の温度係数が正であり、温度が上昇するほど急激に大きくなります。


そのため、電球を点灯した瞬間、定格電流の数倍の電流が流れ、直ちにフィラメントが温度上昇して抵抗が増え、電流が定常状態に達します。
この現象は、「白熱電球の越流(えつりゅう)」と呼ばれるもので、この間はオームの法則には従っていないように見えますが、瞬時々には法則に従っているのです。
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No.2です。


失礼しました。「高温になるほど電流が流れやすくなり、電気抵抗が小さくなる」は逆で間違いですね。
正しくは「高温になるほど電流が流れにくくなり、電気抵抗が大きくなる」です。

高温になるほど金属などの電導物質の分子の熱振動が大きくなり、そこを通過して(すり抜けて)流れる電子が衝突して流れにくくなります。
動きの素早いディフェンスよりも、動きの鈍いディフェンスの方が突破しやすい、というサッカーやバスケットと同じです。
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「白熱電球」の電気抵抗を「一定」と考えたのでは?


一般に「抵抗値は温度によって変わる」(高温になるほど電流が流れやすくなり、電気抵抗が小さくなる)ので、「電流と電圧の関係がオームの法則を満たすように抵抗の値を決める」のが実験でしょう。
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多分金属の抵抗値は高温ななれば大きくなる、を無視したのでは?。

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