乾電池を並列に接続した場合の電流を教えてください

Question

電池の電圧を１Ｖ，最大電流を１Ａとした場合

図Ａでは、抵抗が１Ωなので電流を１Ａ流れます

図Ｂのように、抵抗が０．５Ωの場合

電圧＝電流*抵抗で、１Ｖ＝２Ａ*０．５Ωとなりますが

電池の，最大電流は１Ａなので、電流は１Ａのはずです？？？
これはあっているでしょうか？

１Ａだとオームの法則に合いません

図Ｃのように、電池が並列に接続され抵抗が０．５Ωの場合
電流は何Ａでしょうか

電池には１Ａ流す能力があり、並列です
この場合は２Ａなりますか

よろしくお願いします

jyuguritto · Accepted Answer

電池の最大能力のとらえ方に問題があります。
いろんな考え方がありますが、
　(a) 危険だから、これ以上の事はしてはいけない......正解です。
　(b) もう一つは電池の限界、すなわち内部抵抗があり短絡しても１Aしか流れない場合。(この場合内部抵抗は1Ω）

いずれでやるかは自由ですが、最後の電池2個並列では能力は2倍で２Aになります。

内部抵抗ありで計算する場合は、内部抵抗との直列計算で求められます。

いろんな考えで、挑戦してみてください。

tknakamuri · Answer

質問の内容からすると、電池が途中で定電流源に化けると思い込んでいると
思いますが、実際は全然違います。

例えば単三のマンガン電池の場合、内部抵抗は0.6Ωくらいなので
ショートすれば2.5Aくらい流せますが出力が0Ⅴになってしまいます。
通常、新品で出力が1 Vくらい(電池の終電圧)まで落ちる電流を最大電流とすることが
多いようです。

1.5Vの電池に1Ωの抵抗をつないだ場合、電流は
1.5/(1+0.6)≒0.9Aくらいしか流れません。オームの法則には
ちゃんと従ってます。

yhr2 · Answer

「最大電流」とは、オームの法則で流れる電流ではなく、「これ以上の電流は流すな、流したら危険」という意味です。

isoworld · Answer

オームの法則は理想状態を想定しており、現実は理想状態と違いますので、合わなくなります。

実際、乾電池には内部抵抗があって、電流を流すほど電圧は落ちますし、豆電球に１Ｖの電圧をかけたときに１Ａの電流が流れたら、かける電圧を半分の０．５Ｖにしたら流れる電流も半分の０．５Ａになるかと言えば、なりません。
豆電球の１Ωという抵抗値は１Ａの電流を流したときだけの値であり、流す電流値が変わると抵抗値も変わります。豆電球の抵抗値は一定ではないんです。これは非線形（ノンリニア）と言って、比例関係が成り立ちません。

中学校などで学ぶオームの法則は、常に比例関係が成り立つ理想状態を想定しており、＋－×÷で計算できるようにしてあるんです。だからこそ中学生に理解できるんです。オームの法則は中学生向きの極めて限定された電気の知識に過ぎません。

なお、電池には１Ａ流す能力しかないと言っているわけ（そういう条件付き）ですから、１Ａ以上の答えはないわけです。計算上は１Ａ以上になっても、答えは１Ａで止めておかないとね。あくまでも中学生向きの想定問題です。現実とは違います。

tosa0824 · Answer

大電流を流すときは、小電流のときには無視できた乾電池の内部抵抗を考える必要があります。
乾電池の内部抵抗は様々ですが、0.数Ω～数Ωとされています。

例えば分かりやすい値として乾電池の内部抵抗が1Ωとすると、

図Bのとき、起電力1Vに対して負荷抵抗0.5Ω、乾電池の内部抵抗1Ωですから、合成抵抗値は1.5Ω。
よって、電流Iは、
I=1÷1.5≒0.66Aとなります。

これは、言い換えれば負荷抵抗に対してかけられる(取り出せる)電圧が0.66×0.5=0.33Vに下がってしまうと考えることもできます。

乾電池を並列に接続した場合の電流を教えてください

電池の最大能力のとらえ方に問題があります。

質問の内容からすると、電池が途中で定電流源に化けると思い込んでいると

「最大電流」とは、オームの法則で流れる電流ではなく、「これ以上の電流は流すな、流したら危険」という意味です。

オームの法則は理想状態を想定しており、現実は理想状態と違いますので、合わなくなります。

大電流を流すときは、小電流のときには無視できた乾電池の内部抵抗を考える必要があります。

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