「ブロック機能」のリニューアルについて

電気の単位にはボルト、アンペア、ワット、オームなど様々ありますが、それぞれの違いは何なのでしょうか?
一応W=VxAで、オームが抵抗であるなどの義務教育で習う範囲のことは覚えているのですが、なぜ電気の流れの単位がこれほどあるのでしょうか?
ボルトの値が高い場合、アンペアの値が高い場合、ワットの値が高い場合、それぞれモーターの回転や電球の発光ににどのような変化が及ぶのでしょうか?
また電圧、電流が高いという状況はどのような状況なのか、仮に太い電線から細い電線へ電流を流した場合水のホースのように電圧が高くなり、電線を太くすれば電圧は低くなるのでしょうか?
また、この写真のように並列回路において分岐した電線で、電流の値は二つに分かれるのに、電圧は二つに分かれても同じままなのはなぜでしょうか?
質問ばかりで申し訳ございません。詳しい方よろしくお願いします。

「ボルトとアンペアの違いは何でしょうか?」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • 再び質問申し訳ありません。
    電圧と電流の違いは理解できたのですが、モーターの回転数や電球の発光など、仕事をする上での変化の違いはあるのでしょうか?電圧が高ければモーターの回転数が高くなり、その分V=A×Ωで電流も高くなっているという認識であっていますでしょうか?
    それと、ボールを投げたときの、投げるパワーが(V)で、ボールの数が(A)ボールの飛ぶ速度(Ω)が分かれば投げるパワー(V)がわかり、ボールが空中で二手に分かれ、ボールの数(A)は変わっても、ボールの速度(Ω)は変わらず、並列回路の図でも同じようなことが言えるという解釈でよいでしょうか?
    静電気のように、3000vから4000vという空気を貫くような凄まじい電圧でも、電流の量が少なければ影響は少ないように、結果としての電気の量は少ないという事で間違っていないでしょうか?

    No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2022/05/05 03:06
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A 回答 (5件)

単位電荷が電場から受けとるエネルギー=電圧


単位時間に流れる電荷=電流

電圧×電流=単位時間あたりに電荷が受けとるエネルギー
=単位時間あたりに電荷が消費するエネルギー
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> 電圧と電流の違いは理解できたのですが、モーターの回転数や電球の発光など、仕事をする上での変化の違いはあるのでしょうか?電圧が高ければモーターの回転数が高くなり、その分V=A×Ωで電流も高くなっているという認識であっていますでしょうか?



モータの場合は直流モータと交流モータがあって、交流モータの場合の回転数は別に決まるので、ここでは直流モータに限定して説明しますが、以下サイトが分かりやすいと思います。
https://techweb.rohm.co.jp/motor/tech-info/colum …
https://jp.aspina-group.com/ja/learning-zone/col …

回転数は、およそトルクで決まります。トルクは磁力の大きさで決まり、それは電流の大きさによります。ただし抵抗 R が固定とみなせるなら、V = I R ですから、電圧 V と I は凡そ比例します。

貴方は電圧が高ければ、とお考えですが実際には電流が大きければ、が因果関係としては直接的です。

電球の発光の場合は、あれは抵抗において生じた損失が熱エネルギーとなって、高温になったフィラメントが輻射熱による発光をするものです。抵抗による損失は、電圧降下を V として電流 I とすると V × I です。


> それと、ボールを投げたときの、投げるパワーが(V)で、ボールの数が(A)ボールの飛ぶ速度(Ω)が分かれば投げるパワー(V)がわかり、ボールが空中で二手に分かれ、ボールの数(A)は変わっても、ボールの速度(Ω)は変わらず、並列回路の図でも同じようなことが言えるという解釈でよいでしょうか?

駄目です。
物理学を考える上で、最も重要な法則はエネルギー保存則です。従って、どの物理量がエネルギーになるかを考える事が重要です。

電気回路の場合は V × I が、単位時間あたりのエネルギーで単位は W とか
kW を使うのが一般的です。

運動の場合は、力 F と速度 v の積である F v が同様に単位 W で表現できます。あえて等価的に考えたいならば、F と電圧、v と電流が似ている。


> 静電気のように、3000vから4000vという空気を貫くような凄まじい電圧でも、電流の量が少なければ影響は少ないように、結果としての電気の量は少ないという事で間違っていないでしょうか?

No.2 で書いた通り、電流の定義が、電気素量(≒電子の数)ですから、これは合っています
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ボルト(V)は電圧、アンペア(A)は電流ですわ。


これを乗じる事で消費電力(W)を求める事が
出来ますわ。
ホントですわ!!
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質問文を読む限り、御自分で惜しい所までは御理解されているような気がします。




> ボルト、アンペア、ワット、オームなど様々ありますが、それぞれの違いは何なのでしょうか?

ボルトは電圧
アンペアは電流
オームは抵抗


> 太い電線から細い電線へ電流を流した場合水のホースのように電圧が高くなり、電線を太くすれば電圧は低くなるのでしょうか?

同じ素材ならば、太い電線は抵抗値が低く、細い電線は抵抗値が低いです。従って、同じ電流が流れた場合の、抵抗における電圧降下量は、太い電線の方が小さいです。


直感的に理解しやすいのはアンペアです。これは単位時間あたりに流れる電気素量という形で定義できます。少し定義を変形するならば、単位時間に流れる電子の数を基準として、アンペアという電流の単位が決められています。
http://tokeisi.org/img/file181.pdf

直感的に理解しづらいのは電圧です。電圧はポテンシャルエネルギーの一種であって、水圧や重力の位置エネルギーと同類です。

電気回路の電圧を高さに変換して、抵抗の大小を斜面の勾配に変換したらイメージしやすいですか?
この回答への補足あり
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電圧は電気的な高低差です


電流は実際に導線などの断面を一秒間に流れている電気の粒の量(電気量)です
だから、もし借りに電気の粒(自由電子)を持たな人間が
高電圧のコンセントに触れたとしても
粒がないので、電流は零(電流は流れない)で感電しないと思われます
それは、ちょうど
坂で高いところから低いところへ落ちてくるボールに当たれば、怪我をしますが、ボール自体がなければ
どんなに高低差があっても怪我をしないのと同じことです
もう、寝ますので今夜はここまで…
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