いつでも医師に相談、gooドクター

写真の直流回路において、電流値の理論値と実効値が合いません。

【条件】
電源:1.5V
抵抗:1.5Ω

電流(理論値):1A
電流(実測値):約332mA

(写真は320mAですが)

なぜ合わないのですか?
初歩的な間違いでしたら恥ずかしい限りです。
ご教授下さい。

「直流回路における電流の実測値」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • うーん・・・

    すみません。
    回路全体の抵抗って計測できるんでしょうか?

    電池単体とか、銅線自体とか・・・・。
    0.1Ωなら測れるハズなのに・・・。
    インピーダンスに対応してるテスターじゃないとダメなんですか?

      補足日時:2021/01/19 21:39
gooドクター

A 回答 (7件)

>回路全体の抵抗って計測できるんでしょうか?



出来ません。
乾電池の内部抵抗は、抵抗器のインピーダンスのように固有の値を持ちません。
乾電池は、化学反応で発生するイオンを利用します。
例えて云うなら100m15秒でしか走れない人に10秒で走れと言っても無理。
逆に30秒なら余裕。
これが、乾電池の内部抵抗。
要するに、乾電池に掛かる負荷により、インピーダンスは変動するのです。
また、乾電池の劣化度、電池の種類、容量の大小も大きく影響するのです。
だから、単三より単一の方が、アルカリマンガンよりニッカド、リチュームイオンの方が内部抵抗は低くなります。。
    • good
    • 2
この回答へのお礼

ありがとうございます。
ドンピシャな答えです!

お礼日時:2021/01/20 19:28

>>インピーダンスに対応してるテスターじゃないとダメなんですか?



今は直流での抵抗値を問題にされているので、交流時の値であるインピーダンスは関係ありません。
    • good
    • 1
この回答へのお礼

あ、すみません。

そうでしたね

(>_<)

お礼日時:2021/01/20 19:28

実際に測定される電流値は


1.5V ÷ (1.5Ω + 電池の内部抵抗+電流計の内部抵抗)

まっさらな新品の単3の内部抵抗は 0.5 Ωくらいのはずですが
末期には 3 Ω近くにもなります。

また、電流計はレンジによって分流比が変わるため、内部抵抗が
大きく変化しますが、1Aくらいのレンジでは 0.1~1Ω
でメーカーにより全然違います。確認してみましょう。

電池新品(内部抵抗=0.5)で、電流計の内部抵抗=0.1 Ωでも
理論電流値は 1.5 ÷ 2.1 = 0.714 mA
電池末期(内部抵抗=3)で、電流計の内部抵抗=1 Ωなら
理論電流値は 1.5 ÷ 5.5 = 0.273 mA
    • good
    • 2
この回答へのお礼

計算式までありがとうございました。
電池も多少放電されてるので、若干抵抗が上がってるのかと思います。

お礼日時:2021/01/19 21:32

電池そのものにも、導線にも、そして電流計にも「内部抵抗」があり、さらには回路をつなぎ合わせるクリップなどの「接続部」にも「接触抵抗」があります。


それぞれの内部抵抗や接触抵抗が「1Ω未満」の小さなものでも、これだけの導線の長さ、接続箇所があると、負荷抵抗 1.5 Ω に対して無視できない大きさになっているのでしょう。
おそらく、回路全体の抵抗が 4~5 Ωになっているのではないでしょうか。
(小さな乾電池1個にしては、やたら導線が長すぎ)

しかも、電池がヘタっていて、1.5 V の電圧が出せていなかったり、内部抵抗が大きくなってきちんと電流を流せていないこともあるのでしょう。
負荷抵抗を 150Ω とか 300Ω などに替えて実験してみるとよいと思います。少しは理論値に近づくと思います。
    • good
    • 2
この回答へのお礼

電圧は1.2Vでした。回路全体の抵抗が4Ωならば、約300mAで辻褄があいます。試してみます。ありがとうございました。

お礼日時:2021/01/19 21:32

1.5Vは、乾電池の無負荷における起電力。


負荷が掛かると電圧降下します。
負荷と電圧降下の関係は、乾電池の内部抵抗が大きいほど顕著になります。
    • good
    • 2
この回答へのお礼

ありがとうございました。
;;

お礼日時:2021/01/19 21:30

回路図では、抵抗の部品である1.5Ωしか書かれていないけど、現実には、電池の内部抵抗やテスターの内部抵抗があります。


それらが回路に加わるので、測定した電圧が理論値より下がったり、電流が小さくなります。
    • good
    • 2
この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時:2021/01/19 21:30

1.5V出てないから。



その1.5Vというのは、抵抗を繋がない状態で測ったのですよね。抵抗を繋ぎ電流が流れると、電池の出力電圧は下がってしまうのです。
抵抗を繋いだ状態で、電圧を計ってみてください。
    • good
    • 3
この回答へのお礼

最速でのご回答誠にありがとうございました。

お礼日時:2021/01/19 21:30

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

gooドクター

このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

このカテゴリの人気Q&Aランキング