回路に電池を接続すると電流が流れる・・・・これは基本的なことですが、
回路:導体
電流:導体中を電荷が移動→電場により電子が動く
とすると、電場学上導体中には電場が存在しないことから、電流が流れない
と言う結果になってしまいます。
これは一体なぜなんでしょうか?
「導体中に電場はない」ことと「回路電流」に関して教えてください。

A 回答 (3件)

 


  どうも言っておられることがはっきり分からないのですが、例えば、銅で中が空白の球を造り、銅の導体球を帯電させると、この球の内側には、電場はないという話のことでしょうか? これは、導体球内部では、電場が互いに相殺して存在しなくなるのです。
 
  他方、銅線などの導体を電気が流れるのは、銅の分子のあいだの「自由電子」が移動するためです。電場がある・ないというのと、電流が流れるというのは別のことです。連続導体の場合、帯電させると同じ電位になるので、これで、安定し電流が流れませんが、一部の電位が上がると、つまり、何かの荷電体と接触すると、そこから電流が流れます。この電荷移動で、導体全体がまた、同じ電位になって安定するなら、電流の流れは止まります。
 
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  わたしの説明は、少し分かりにくかったようなので補足します。
 
  電池の、例えば、マイナス極に銅線を繋ぐと、瞬間、銅線に電流が流れて、あとは、電位が安定するので、もう電流は流れません。これが先の回答で述べたことです。この回答の話には、更に、この銅線を、マイナスに繋いだままプラス極に繋ぐということも含まれています。こうすると、マイナス極とプラス極のあいだの電位は違うので、電流が導線を流れ、導線を伝って、プラスからマイナスへ電流が(電子は、マイナスからプラスへ)流れます。
 
  しかし、何時までも電流が流れるのではありません。電位が安定すると流れなくなるのです。プラスとマイナスの電位が安定して同じになると、電流は流れなくなり、こうなると、「電池が切れた」と言って、電池を交換します。(完全に、プラスとマイナスの電位が同じになる前に、電流の流れる大きさが小さくなると、切れた、という風に判断します)。
 

この回答への補足

では、電場と電子の間には回路電流において、全く関係ない・・・
と言う事でしょうか?

電場は、銅線内において相殺して「なく」なり。
電子は「電圧」により移動し、電流が「発生する」と言うことですね?

補足日時:2001/12/03 02:48
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おはよう!!


>電場学上導体中には電場が存在しないことから
このことは、静電場での話です。
電流の問題は別の話です。

静電場では電子に静電気力が働くと、電子が移動して、外からの静電場を打ち消すように配置しますから、導体内部では電場はないのです。

電圧がかかると電子は移動しますが、絶えず電圧がかかっていますから、電子は移動しつづけるのです。

hirokun0000さんは、そこのところを早ガッテンしてしまったのかな?
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Q電位、電流、電圧の向きは一致しますか?

正電荷と負電荷を置くと、電界は正から負、電流も正から負にながれ、電圧は低い方から高い方なので負から正。電圧と電流の向きは不一致。
一方で、紙面裏から表に磁界を配置し、∩のようにした導線にーのような導体棒をおいて下向きに移動させると、
電流は右から左に流れ、V=vBlより電圧の向きも右から左、電流と電圧の向きは一致。
なんかもうめちゃくちゃです、、、
電圧や電界や電流の向きの定義がわかりません。
回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

Np.1,No.3,No.4です。
>移動している導線を電池としてみるとプラスはどっち?って話です。
 電池だとか、電子だとイオンだとかは今は忘れてください。それと混ぜるからわからなくなるのです。
 添付図(一部修正のうえ再掲)
 電子がどちらに動くかは、電圧であったり磁場であったりしますが、電荷がどちらに力を受けるかを考えてください。
 電位差によって電荷が移動するため磁界から力を受ける--左側
 電荷は導体を移動させられることによって移動するため磁界から力を受ける。--右側


>まるで左がプラスになったかのような挙動を示す。
 日本語の正極・陽極、負極・陰極と言う言葉が混同の元ですね。
カソード( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%82%BD%E3%83%BC%E3%83%89 )
 外部回路へ電流が流れ出す電極のこと。真空管や電気分解では陰極,電池の場合は正極(+)とも呼ばれる。

アノード( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%8E%E3%83%BC%E3%83%89 )
 外部回路から電流が流れ込む電極のこと。空管や電気分解では陽極,電池の場合は負極(-)とも呼ばれる。

 と考えると良いです。
 モーター(電気分解)と発電機(電池)では電流の移動方向と電圧の差が逆のように見えますがそれは、日本語の問題ですね。

★電圧をかけたときの電子の速度なんて遅々としたものです。(電荷の移動)電流は一瞬にして流れますが、2mmの電線に1A流したって電子はカタツムリ程度の歩み。
★化学電池ないではイオンが電荷の移動を担いますが、それも移動速度は遅いです。


 

Np.1,No.3,No.4です。
>移動している導線を電池としてみるとプラスはどっち?って話です。
 電池だとか、電子だとイオンだとかは今は忘れてください。それと混ぜるからわからなくなるのです。
 添付図(一部修正のうえ再掲)
 電子がどちらに動くかは、電圧であったり磁場であったりしますが、電荷がどちらに力を受けるかを考えてください。
 電位差によって電荷が移動するため磁界から力を受ける--左側
 電荷は導体を移動させられることによって移動するため磁界から力を受ける。--右側


>まるで左がプラス...続きを読む

Q電気回路の図の書き方を教えてください。

タイトルのとおりパソコンを使って電気回路の図を書きたいのですがどうすれば良いのでしょうか?
例えば、抵抗の記号等をオートシェイプを使って作ると時間がかかりすぎてしまいます。もっと効率よく回路図を書ける方法を教えて頂きたいです。

Aベストアンサー

下記のURLで「電気回路」で検索してみてください。
いろいろなフリーソフトが出てきますよ。
よさそうなのをダウンロードして使ってみることです。

参考URL:http://computers.yahoo.co.jp/download/vector/win.html

Q電場と磁場について

最近物理の授業で、電気を流すと磁場が発生すると言うことを習ったのですがなぜでしょうか?電場だけが発生するのではないのですか?
また、電場と磁場はまったく関係がないのですか?

Aベストアンサー

疑問に追加
遅くなって、すみません。今日見たものですから。
あなたの質問は、説明する側の私には、参考になります。ありがとう。

最初の回答で説明したように、エルステッド教授が、実験室で、テーブルの上に電線(銅線か鉄線か分かりません)を直線状に張って、電流を流す実験をしていたようです。その当時はようやくボルタが電池を発明したおかげで、摩擦電気で瞬間に放電して中和して消えてしまう時代から、何分かあるいは2~3時間くらいか分かりませんが、長時間電流を流せる時代に入ったばかりだったと思います。それで先ず電流を流すことで何が起きるか、流していた事と思います。

 そうしたら、これも本人に聞かないと分かりませんが、磁石で北の方向を指示すコンパス、羅針盤の小さいもの。これを電流を流している電線の近くに置いてあったのです。電線の電流の発熱や、電流量の大小などに気を取られていると、気がつかないと思うのですが、いきさつは分かりませんが、コンパスが、南北の方向と違った方向を示していることに気がついたのです。
つまり、電流を流すと、磁石を決まった方向に、つまり直線に張った電線電流に対して直角方向に指示させる透明な力が放出されていると判断できたのです。コンパスを電線の回りに置いて調べると、同心円になることも見つけたと思います。
 つまり、磁石を動かすのは磁石と言う事実は分かっていたでしょうから、磁石を動かす力の空間と言うことで、磁場ができている。電流のスイッチを切ると、コンパスが南北の正常方向を示すから磁場が消えたからと判断できたわけです。電流を流すとその瞬間から回りに、磁場を発生している。電流とくっついていて切り離せないなどの自然の事実を発見したのです。歴史的に電流が回りの空間に磁場駕できる自然現象を発見した瞬間だったわけです。
どうして発生するのか、その理由は誰にも分からないし、説明もできません。自然を創造した神様のアイデアで設計したと考えましょう。
 科学とは、自然現象の事実を、その説明文どおりに行なうと、老若男女、小中高大学先生博士の学歴に関係なく、いつ、どこで行なっても、誰がおこなっても、
同じ自然現象を再現できるし、ものであれば、同じ物をいつでも作れるという暗記用の説明文を作ること、別な言い方をすれば、間違のない説明文を言い当てる。ことなのです。
この暗記文の集まりを科学知識といいます。
暗記文作りに専念する人を科学者といいます。

●このエルステッド教授の発見した自然現象の場合は、この事実を、どう記憶して、今後に役立てるようにしようか、と考えるしかない、新しい、基本知識だったのです。
そしてアンペールだったと思うのですが、右ねじの法則として記憶法を考えたと聞きます。

ノーベル賞博士といえども、私も、中学生も大学の先生も、これに関しては、同じ右ねじの知識で覚えます。


この暗記文が基本になって、コイルに電流を流して強力な電磁石を作れるようになりました。エルステッドの発見以後の磁場の理論は同じ人間が、自然現象にあうように組み立てる理論になりますから、どうしての質問には理由を説明できる事になります。

●次にファラデーとレンツの暗記説明文にはいります。磁石を振り回すですが、一番基本的な電磁誘導を起こす分かりやすい手段は次のようになります。
磁石からは、磁石を動かす透明な力の線がN極から出てS極につながる磁力線(どんな本にも乗っているとおもいます)をイメージしてください。
 この磁力線で、銅線を切るように動かします。銅線に切られたと考えてもよい。早く動かして銅線で切られる磁力線の本数が多いほど、大きな電圧を電線内に発生します。もし磁力線で切られた銅線の両端が、ぐるっと回ってつながっていると、発生した電圧で瞬間電流が流れます。
もうひとつ別な、電磁誘導の暗記説明文があります。

円状あるいは四角でも、どんな形をしていてもよい、とにかく両端がつながっていさえするとよい。
磁石からでている磁力線イメージしながら磁力線が円形銅線の中を突き抜けて交差するように、磁石を上から下げていきます。するとリングと交差する磁力線の本数が増えて行く変化になります。次に引き上げるにつれて、リングと交差する磁力線の本数が少なくなる変化をします。
この時増える減るに関係なく、変化する本数の変化の量が多いほど、つまりは磁石の出し入れを早くするほど、リング状電線内に大きな電圧を発生します。変化し続ける限り、毎瞬間電圧をを発生し続け、その電圧で毎瞬間電流が流れ続けます。変化がないと誘導電圧も電流も発生しません。電圧も電流も何もない電線の中に誘発した。と言う意味で、誘導電圧、誘導電流と言います。誘導の英語の名詞はインダクションInduction(誘導),動詞はインでュウスinduce(誘発する)です。
磁力線を入れて本数を増加させる場合と、引き上げて交差する本数を減らす変化では、銅線内に発生する誘導電圧(誘導電流も)の方向が反対になるだけです。

●応用例
IH炊飯器のIHは、インダクション・ヒーティング
の頭文字で、炊飯器の磁力線が通りやすい金属の釜に2つのコイルを巻きつけ、一方のコイルに、家の100Vの電源に接続して電流を流すと、1秒間に50往復回関西は60往復して変化し続ける電流が流れ、その電流で変化する磁力線が鍋を通ってもうひとつのコイル巻き線を突き抜けて智慧の輪と同じ交差した形になります。しかも変化し続けますから、コイルに誘導電流が流れ続け、誘導電流が流れている巻き線コイルの中では、コイルの抵抗との摩擦で発熱し、磁石を上下させなくても、家庭の100Vの交流電圧にさせて、ご飯を炊き上げる仕組みです。

磁石を振回すにしても、電線や電気回路があるところで、振り回す必要があります。
 
炊飯器と同じ原理で、トランス、誘導電動機(インダクション・モーター)、交流発電機、直流発電機があります。
また長くなりました。読むのに疲れ、分からないかもしれません。その時は、また質問してください。

疑問に追加
遅くなって、すみません。今日見たものですから。
あなたの質問は、説明する側の私には、参考になります。ありがとう。

最初の回答で説明したように、エルステッド教授が、実験室で、テーブルの上に電線(銅線か鉄線か分かりません)を直線状に張って、電流を流す実験をしていたようです。その当時はようやくボルタが電池を発明したおかげで、摩擦電気で瞬間に放電して中和して消えてしまう時代から、何分かあるいは2~3時間くらいか分かりませんが、長時間電流を流せる時代に入ったばかりだっ...続きを読む

Qパワーポイントで発表するときの引用の表し方

ゼミでパワーポイントを使い調べた結果を発表するのですが、文章や図を本から引用したのは図の下に引用元を表示するのがいいのか、図に(*1)と表して最後に引用したのを全部書くほうがいいのかどちらが正しいのでしょうか?

Aベストアンサー

著作権(引用)の問題を気にされているのなら、どちらでも構いません。
発表を見る側の、実際的な便利さを考えていらっしゃるなら、図の下の方が、私は好みます。ただし、内容にもよりますし、pptの枚数にもよります。
ルールはありませんので、どちらの方が、発表を聞く側にとって理解しやすいか、を判断してください。それも、プレゼンの技術の一つです。

Q『その旨を伝え』という言葉の意味&読み方を教えて下さい・・・・。

よくみなさん、
内容を言ってから、『その旨を伝えて~して下さい』
などと、文章で書いたりしていますが、

『その旨を伝える』という言葉の意味と、読み方がわかりません・・・・。

読み方は『そのむねを伝える』でしょうか?
意味は『その内容を伝える』ということでしょうか?

一度こんな言葉を使ってみたいものです。

すみませんが宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

ご理解なさっている内容で間違いありません。

が、もし言葉の読み方や意味で悩んだら、一度辞書で調べてみては、と思います。
ネット上でもyahoo辞書などがあり、十分調べられます。

「旨を伝える」ですが、「伝える」の意味はご存じのようですから、
「旨」を調べてみて下さい。ネットなら読み方が分からなくてもコピー&ペーストでいけますね。
「旨」は(述べたことの)中心や趣旨となります。
単に中心という意味もありますし、質問者様のおっしゃるように「内容」という意味もあります。

ですから、例えば電話を受けていた人が「上司にその旨を伝えます」と言っていたら、電話の相手の言っていた内容を上司に伝えるということですね。

Q電位差がなければ電流は流れませんか?

基本的な質問ですみませんが、
電位差がなければ、電流は流れないのでしょうか?
電位差とはまた何のことでしょうか?

Aベストアンサー

tanceです。

一般的には電位差がないと電流は流れないというのは、それで良いと
思います。

後半のややこしい説明は喩えて言うと、「ハンドルを切らないと車は
曲がらない」ということに似ています。一般的にはこれは正しいの
ですが、そうではない状況はしょっちゅうあるのです。

正確に言うと、「ハンドルを切ってないのに、車の方向が変わる」
という現象があります。(ドリフトやスリップなど特殊な状態は
除きます)

電圧がハンドルの切り量に相当して、車の向きが電流に相当します。

まず、ハンドルを真っ直ぐにして、直進している状態から右にハンドル
を切ってください。車は右折しだします。交差点中程で、ハンドルを
戻しますが、ハンドルが戻ってまっすぐになったときに車は右折を
完了しています。つまり車の方向は90度右に向いています。(右折後
車は直進はしていますが、最初の方向とは違っています)

この様子を描いてみました。
少々解りにくいですが、この車とハンドルのような動きをする部品が
あります。(図の動作はインダクタという部品に相当します)
この部品に、変化する電圧を加えると電圧と流れる電流が同じ形に
ならないので、電圧が0の時にも電流が流れているという状態が出現
します。

これは決して特殊なことではなく、普通の回路のなかでは頻繁に
行われています。でも、インダクタの電流を意識するのは専門家だけ
ですから、一般的には「電位差のないところでは電流は流れない」と
思ってOKです。

tanceです。

一般的には電位差がないと電流は流れないというのは、それで良いと
思います。

後半のややこしい説明は喩えて言うと、「ハンドルを切らないと車は
曲がらない」ということに似ています。一般的にはこれは正しいの
ですが、そうではない状況はしょっちゅうあるのです。

正確に言うと、「ハンドルを切ってないのに、車の方向が変わる」
という現象があります。(ドリフトやスリップなど特殊な状態は
除きます)

電圧がハンドルの切り量に相当して、車の向きが電流に相当します。

ま...続きを読む

Q電流が流れているときの導線内部の電場について

高校物理を勉強中の者ですが、疑問が起こったので質問します。
起電力Vの電池と抵抗Rをつないで電流を流すとき、導線内部の電場の
大きさをE、電子の電気量をeとすると、電子はF=eEの力を受けて移動
しているかと思います。
しかし導線の電位はほぼどこでも等しいわけですよね。
そうすると、E=dV/dxですから、電位がほとんど変わらなければE≒0となる
ので、電子はほとんど力を受けないことになります。
これは電流が流れることに矛盾しないでしょうか。
ひょっとして導線内部に電場が走っていると考えていることが間違っている
のでしょうか?

どなたかこの疑問を解決していただけないでしょうか。

Aベストアンサー

捉える部分を、限定している事が原因だと思います。

導体部分はほぼ同電位であるので、その部分の電子同士間には力が働きません。
公式で求めたのは、この電子同士の力の差を表しています。
その為、仰る通りの結論で正しいと思います。

しかし回路全体で見れば、電源により電位差があるので、全体には力が働きます。
つまり電車に例えると、電車内の人同士には力が働きませんが、電車を動かしているという大きな力で、人には力が働いているのと同じ事です。

Q電場と磁場とは一体何でしょうか? 電場・磁場が無い空間とかもあるのでしょうか?

タイトルの通りです。電場と磁場とは一体何でしょうか? 
いや、簡単なことは分かるのです。

電荷に影響を及ぼすような「場」が「電場」、
磁気的現象での影響を及ぼすような「場」が「磁場」、
電場と磁場の変化に伴う、形成波動が電磁波で、電場が発生すれば、即ち磁場も発生している・・・。
これは分かるのです。

あるいは、例えば池に石を投げ込んで波紋ができる(波が作られる)のは、そこに水という媒質があるからで、では何もない宇宙空間を伝わってくる電磁波の媒質は? というと、そこに空間的な電場・磁場の媒質が規定されていて、その変位が波として伝わってくるから、電磁波が伝播するのだ。
これも分かります。

それでは池に水(媒質)が無いと、石を放り込んでも波がそもそも立たないという風に、その電場・磁場を満たす規定のフィールド(媒質)を任意で取り除くことはできないのでしょうか? その規定のフィールドとはそもそも何なのでしょうか? 
電場・磁場が規定されていない宇宙空間は存在するのでしょうか? 
それとも、宇宙とは切り離せない法則の一つなのでしょうか? 

例えば任意でそれを取り除くことが可能であれば、例えばSF作品にあるレーザー光装置も無効化できるように思いますが、それは可能なのでしょうか。

ご存知の方がいらっしゃいましたら、ご教授頂ければ幸いです。
宜しくお願いいたします。

タイトルの通りです。電場と磁場とは一体何でしょうか? 
いや、簡単なことは分かるのです。

電荷に影響を及ぼすような「場」が「電場」、
磁気的現象での影響を及ぼすような「場」が「磁場」、
電場と磁場の変化に伴う、形成波動が電磁波で、電場が発生すれば、即ち磁場も発生している・・・。
これは分かるのです。

あるいは、例えば池に石を投げ込んで波紋ができる(波が作られる)のは、そこに水という媒質があるからで、では何もない宇宙空間を伝わってくる電磁波の媒質は? というと、そこに空...続きを読む

Aベストアンサー

不思議ですよね。
 20世紀初頭には、「電場・磁場を満たす規定のフィールド(媒質)」として、架空の「エーテル」というものが仮定されましたよね。では、エーテルはどのように運動しているか? エーテルが静止しているとみななる座標が「絶対座標」ではないか?

 その「エーテル」の存在を否定したのがマイケルソン=モーリイの光速度測定で、その結果に基づいて相対性理論が生まれましたね。
http://www.px.tsukuba.ac.jp/home/ecm/onoda/butsurib1/node78.html
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%A4%E3%82%B1%E3%83%AB%E3%82%BD%E3%83%B3%E3%83%BB%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%81%AE%E5%AE%9F%E9%A8%93

 もう、120年以上も、答の出ていない謎なのですよね。この質問サイトに答えるようなレベルでは、「ご存知の方」はあり得ないと思います。(オカルト的な「超仮説」は回答されるかもしれませんが)
 これが分からない以上、「電場・磁場が規定されていない宇宙空間は存在するのでしょうか?」にも
答は出ません。重力場も同じでしょう。

 「波動と粒子の二重性」とか「時間の相対性」というのは、五感や経験的実感では理解できないものだと思います。空間と時間の「4次元」に住む人間が、5次元、6次元・・・といった多次元を理解できないようなものなのでしょうか。

不思議ですよね。
 20世紀初頭には、「電場・磁場を満たす規定のフィールド(媒質)」として、架空の「エーテル」というものが仮定されましたよね。では、エーテルはどのように運動しているか? エーテルが静止しているとみななる座標が「絶対座標」ではないか?

 その「エーテル」の存在を否定したのがマイケルソン=モーリイの光速度測定で、その結果に基づいて相対性理論が生まれましたね。
http://www.px.tsukuba.ac.jp/home/ecm/onoda/butsurib1/node78.html
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9...続きを読む


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