小学校や中学校で使用しているような電流計と電圧計の端子についての質問ですが、電流計はプラスの端子に近い端子ほど測定範囲が大きくなりますが、電圧計ではプラスの端子に近い端子ほど測定範囲が狭くなっています。これはどうしてでしょうか?

A 回答 (1件)

もともと、電流計に使うメーターと電圧計に使うメーターは原理的


に同じものが使われており、これは小さな電流または小さな電圧を
計る機能のみを持っています。

より大きな電流を計る場合には、メーターには小さな電流しか流し
たくないので、より小さな抵抗をメーターと並列に接続して電流を
分割します(分流)。+端子に近い端子というのは小さな抵抗がイ
メージされます。

逆に、より大きな電圧を計る場合には、メーターには小さな電圧し
かかけたくないので、より大きな抵抗をメーターと直列に接続して
電圧を分割します(分圧)。+端子に遠い端子というのは大きな抵
抗がイメージされます。

参考URLの図がある程度わかりやすいと思います。ただし、電圧計
の図では、端子の順序を逆に向けて考えてください。

参考URL:http://www-lab.ee.uec.ac.jp/subject/inner-r/q-hi …
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この回答へのお礼

助かりました。ありがとうございます。
実はなぜ電圧計の回路は直列回路で、電流計は並列回路なのかを返答があり次第
する予定でしたが、その手間も省けてしまいました。こちらとしては
20ptじゃ足りないぐらい感謝しております。今後も質問をよくすると思います。
お世話になると思いますのでよろしくお願い致します。

お礼日時:2001/01/10 19:13

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Q電流計の接続

抵抗に流れる電流を測る時に、電流計を並列に接続していけないのはなぜですか?

Aベストアンサー

電流計は、自分自身に流れる電流を表示するようになっています。

電流計と抵抗を直列につなぐと、電流計に流れる電流と抵抗に流れる電流は等しいので、

  電流計の示す電流=抵抗に流れる電流

となります。

一方、電流計を、抵抗と並列に接続した場合は、電流は抵抗と電流計に分かれて流れます。つまり、

  全体の電流=電流計に流れる電流+抵抗に流れる電流

となります。電流計は、自分自身に流れる電流を表示するようになっているのだから、この場合は抵抗に流れる電流を示しません。また、電流計をつなぐことによって、全体の電流が増加したり、抵抗に流れる電流が減少したりして、回路を乱すことになります。

もちろん、直列につなぐことも回路を乱しているのですが、電流計は直列につないだときの影響が少なくなるように、内部抵抗を小さく作ってあります。内部抵抗が小さいということは、並列につないだときは大きな電流が流れ、逆に回路を大きく乱すことになります。また、他の方の指摘にあるように電流計が壊れる危険があります。

ただ、「電流計が壊れるから並列につないではいけない」というのが直列につなぐ理由ではなくて、上に書いたように並列につないだのでは抵抗に流れる電流を測定したことにはならないというのが理由です。

電流計は、自分自身に流れる電流を表示するようになっています。

電流計と抵抗を直列につなぐと、電流計に流れる電流と抵抗に流れる電流は等しいので、

  電流計の示す電流=抵抗に流れる電流

となります。

一方、電流計を、抵抗と並列に接続した場合は、電流は抵抗と電流計に分かれて流れます。つまり、

  全体の電流=電流計に流れる電流+抵抗に流れる電流

となります。電流計は、自分自身に流れる電流を表示するようになっているのだから、この場合は抵抗に流れる電流を示しません。ま...続きを読む

Q電流計と電圧計の違い

電流計と電圧計の違いは何ですか?
教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

#3です。
私は電気科の高校を卒業したのだけど、いざ説明となると
難しいですね。

表示部の針を動かす仕組みが、
可動コイル形と可動鉄片形(磁石が動く)があります。
これは、電流計と電圧計それぞれありますので、
この部分の仕組みは同じです。

なので、電気を検出する部分の回路の構成が違うのです。


●電流計は測定レンジ(測定範囲)切り替えの為に
抵抗器がメータコイルと並列に入ります。
この抵抗器の名称が分流器です。

電池とランプの回路の電流の測定をする時は、
電流計をランプと直列に入れます。

この時、電流計のコイルに電気抵抗が大きければ、
ランプの回路の電流が、電流計で電圧降下して
正確なランプに流れる電流量が計れないのです。
それで、電流計自体の電気抵抗の理想抵抗値はゼロなのです。


●電圧計は測定レンジ切り替えの為に抵抗器が
メータコイルと直列に入ります。
この抵抗器の名称が倍率器です。

電池とランプの回路で電圧を測定する時は、
ランプと並列に電流計を入れます。

電流計の電気抵抗が小さければ、ランプに電気が流れずに、
メータコイルに電流がすべて流れショ-ト(短絡)してしまいます。

メータコイルに抵抗器を直列に入れることで、ランプに電流が流れて、
ランプに掛かる電圧が測定出来るのです。



ですから、
☆電流計は内部抵抗が小さい(理想は抵抗値ゼロ)です。

☆電圧計は内部抵抗が大きい(理想は抵抗値無限大)です。

しかし、メータコイルを動かす電流が流れる為に
極めて小さいですが、電気抵抗があります。

それと、測定範囲を切り替える必要がありますから、
電圧計では測定範囲に応じた抵抗値になります。

☆違いはメータコイルにつなぐ抵抗器が並列か直列かの
違いでしかありません。

#3です。
私は電気科の高校を卒業したのだけど、いざ説明となると
難しいですね。

表示部の針を動かす仕組みが、
可動コイル形と可動鉄片形(磁石が動く)があります。
これは、電流計と電圧計それぞれありますので、
この部分の仕組みは同じです。

なので、電気を検出する部分の回路の構成が違うのです。


●電流計は測定レンジ(測定範囲)切り替えの為に
抵抗器がメータコイルと並列に入ります。
この抵抗器の名称が分流器です。

電池とランプの回路の電流の測定をする時は、
電流計をラ...続きを読む

Q電圧計は並列?

こんにちは、
僕は中学生のとき、電圧計は並列で計れと教えられました。
その時はそういうもんなのか、と流していましたが・・・最近になって急に気になりだしてきました(>_<)
どなたか教えてくださると幸いです<m(__)m>

Aベストアンサー

全く持ってその通りです。

せっかくですから、理由をお答えしましょう。オームの法則がわかれば理解できます。

まずは電圧計。電圧計にはそれ自身がもつ内部抵抗と呼ばれるものがあります。並列に接続すると、計りたい抵抗と電圧計にかかる電圧は同じというのは分かると思います。そのとき、電圧計の内部抵抗が計りたい抵抗よりもずーっと大きければ、V=RIよりIが限りなく小さくなります。Vはどちらも同じですから。電圧計の内部抵抗に電流が流れられないため、計りたい抵抗に電流が流れ、正しく計ることができるという仕組みです。

続いて電流計。この場合は直列に接続。直列の場合、流れる電流は等しい、しかし電圧は回路に存在する抵抗に分けられます。わずかながら電流計には内部抵抗がありますが、ほぼ無視できるとして直列接続させるとほとんど電圧降下をさせずに回路にある抵抗に電圧をかけることができるというわけです。電流計の内部抵抗が大きいと起電力と抵抗にかかる電圧がかなり違う、なんてことになりかねませんよ(笑)

ちなみに、電流計を並列に接続させると内部抵抗が小さいため、大電流がそちらにながれ、破損しますのでお気をつけください。

全く持ってその通りです。

せっかくですから、理由をお答えしましょう。オームの法則がわかれば理解できます。

まずは電圧計。電圧計にはそれ自身がもつ内部抵抗と呼ばれるものがあります。並列に接続すると、計りたい抵抗と電圧計にかかる電圧は同じというのは分かると思います。そのとき、電圧計の内部抵抗が計りたい抵抗よりもずーっと大きければ、V=RIよりIが限りなく小さくなります。Vはどちらも同じですから。電圧計の内部抵抗に電流が流れられないため、計りたい抵抗に電流が流れ、正しく計る...続きを読む

Q計算値と理論値の誤差について

交流回路の実験をする前に、ある回路のインピーダンスZ(理論値)を計算で求めたあと、実験をしたあとの測定値を利用して、同じ所のインピーダンスZ(計算値)を求めると理論値と計算値の間で誤差が生じました。
そこでふと思ったのですが、なぜ理論値と計算値の間で誤差が生じるのでしょうか?また、その誤差を無くすことはできるのでしょうか? できるのなら、その方法を教えてください。
あと、その誤差が原因で何か困る事はあるのでしょうか?
教えてください。

Aベストアンサー

LCRのカタログ値に内部損失や許容誤差がありますが、この誤差は
1.Rの抵抗値は±5%、±10%、±20% があり、高精度は±1%、±2%もあります。
2.Cの容量誤差は±20% 、+50%・ー20% などがあり
3.Lもインダクタンス誤差は±20%で、
3.C・Rは理想的なC・Rでは無く、CにL分、Lに抵抗分の損失に繋がる成分があります。
これらの損失に繋がる成分は、試験周波数が高くなると、周波数依存で増大します。
また、周囲温度やLCRの素子自身で発生する自己発熱で特性が変化します。
測定器や測定系にも誤差が発生する要因もあります。
理論値に対する測定値が±5%程度発生するのは常で、実際に問題にならないように、
LCRの配分を工夫すると誤差やバラツキを少なく出来ます。
 

Q金属、半導体の抵抗の温度変化について

金属は温度が高くなると抵抗が大きくなり、半導体は温度が高くなると抵抗が小さくなるということで、理論的にどうしてそうなるのでしょうか。
金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?
半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。
あと自分で調べていたところ「バンド理論」というのを目にしました。
関係があるようでしたらこれも教えて頂くとありがたいです。

Aベストアンサー

こんにちは。

>>>金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?

だいたい合っています。
金属については、温度が上がると正イオン(自由電子が引っこ抜かれた残りの原子)の振動が激しくなるので、自由電子が正イオンに散乱されます(進路を乱されます)。
それをマクロで見たとき、電気抵抗の上昇という形で現れます。

>>>半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。

半導体の中において金属の自由電子に相当するものは、電子とホールです。この2つは電流を担う粒子ですので、「キャリア」(運ぶ人)と言います。
ホールは、半導体物理学においてプラスの電子のように扱われますが、その実体は、電子が欠けた場所のことを表す「穴」のことであって、おとぎ話の登場人物です。
電子の濃度とホールの濃度に違いがあったとしても、一定の温度においては、両者の濃度の積は一定です。
これは、水溶液において、H+ と OH- の濃度の積が一定(10^(-14)mol^2/L^2)であるのと実は同じことなのです。

中性の水溶液の温度が高くなると、H2O が H+ と OH- とに解離しやすくなり、H2O に戻る反応が劣勢になります。
それと同様に、真性半導体においても、温度が上がると電子とホールが発生しやすくなるのに比べて、両者が出合って対消滅する反応が劣勢になるため、両者の濃度の積は増えます。
キャリアが増えるので、電流は流れやすくなります。

こんにちは。

>>>金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?

だいたい合っています。
金属については、温度が上がると正イオン(自由電子が引っこ抜かれた残りの原子)の振動が激しくなるので、自由電子が正イオンに散乱されます(進路を乱されます)。
それをマクロで見たとき、電気抵抗の上昇という形で現れます。

>>>半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。

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