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R1=30 R2=30 E1=6 E2=4 のとき、ab間の電圧Vを求めよ。
----------a
- -
R1 R2
- - ↑V
E1 E2
- -
----------b
E1は上が+、E2は下が+極です
ab間の端子電圧の意味がどこからどこを引けばいいのか分かりません。
答えは1[V]です。
-がどうせんです。
どうしても↑が左によってしまうんですが、↑は端子電圧の向きで、aとbの間にあります。
R1はE1と、R2はE2と縦につながり、ともに
-----aと-------bにつながっています。

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A 回答 (6件)

もっと簡単に考えてもいいのでは?


4Vと6V電池を直列に接続したら10Vですよね。
それを、2つの同じ抵抗で分圧したら、単純に半分に分圧され1個の抵抗の両端は5Vですよね。
  4V+6V=5V+5V この場合の5VはIRでも求まります。
  IR=(4V+6V)/(30Ω+30Ω)×30Ω
で、問題になっている部分を見ると、1個の抵抗と、反対向きの4Vの電池ですので5V-4V=1Vです。
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>>どうして電圧降下とそうでない点が分かるんですか?



電流が川の流れと考えたら高い方から低い方に流れるというのは自然なことです。

これは少しまずい答えですね。

抵抗があるところは電圧降下が生じる(Riボルトだけ下がる)
抵抗がないところは電圧は下がらない。(Ri=0だから)

ですかね。

電池は 先ほどいいましたが、電池の電圧だけ両端で電位の差がある。マイナス極から電流が流れ出ることもあります。つまり電池の中を電流が逆流する。(こんな場合は実際は電池が発熱してすぐにだめになってしまいますが)
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>>どうして点3・a・4がそれぞれ1Vになるんですか?



3-aの間は導線だから抵抗は0 したがって電圧降下(Ri)は0だからです。

>>あと、この問題と違って電源の向きが片方でも逆になっていたら、電流の向きが分からなくなってしまいますか?

電源の電圧でどちら向きに流れるかはだいたいわかります。わからないときは、自分で「仮にこちら向きに流れているとしよう」として式を作ってください。

>>この場合、電流は時計回りですか?
そうですね。

>>点bからbまでの和が0になればいいんですか?
そういうことです。
1/6「A」を使っていますか?

使ってます。30×(1/6)=5、6から5を引いて点3の電位を出してます。

>>電圧降下の点には-をつけるんですか?

式を作るとき電流が流れている向きに電圧が下がっていると考えますので、式では -30×(1/6) と書いています。


電圧降下でない点は標高が上昇してるんですか?

導線ならば上昇していません。下降もしていません。

>>どうして電圧降下とそうでない点が分かるんですか?

電流が川の流れと考えたら高い方から低い方に流れるというのは自然なことです。

電源(電池)は自然の流れではなくて、ポンプのように水を強制的に上げているところです。ですから、電流の向きに関係なく、+側がの方が-側よりその電圧だけ高いのです。

          +側 高い
         --------高い
         |
         |  電流の向き→、← どちらでも右側が高電位
-------
   -側  低い
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この回路では電流がb123a456の向きに流れていることはいいですか。



点2が6Vならば、点3の電位は1Vです。 点2~点3のところで、
30×(1/6)ボルトだけ電位が下がっています。(電圧降下)

電圧が下がっているか、上がっているかは電流の向きで決まります。

電流の向きがわからないときは電流をi として、仮の向きを決めて計算します。計算の結果をみて(答えの数値がプラス・マイナスになるのに対応して)、正負・向きを判断します。

点3から点aの間は電圧は下がっていません。0オーム×(1/6)アンペア=0ボルト 点3と点aの間の差が0ボルトです。

ですから点3=点a=点4=1ボルトです
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この回路を横にねかせると下のようになりますね。


  1       2         3
  ---E1----R1----
  |                    |
 b|                    |a
  |                    |
  ---E2----R2----
  6       5         4

ですから、これは直列回路です。オームの法則から、下の式が成り立ちます。流れる電流をiとすると

0+6-30i-30i+4=0

これは点bをスタートして、1,2,3・・・6と一周したときの電位の変化をあらわした式です。
こういう式の作り方に慣れてほしいのですが、無理ならば

6+4=(30+30)i  でもいいです。

どちらにしてもi=1/6アンペア です。

次は、この値を使って、各点の電位を考えます。このとき、

A1さんの回答にもあるように、どこを基準にしてもいいのですが、この問題ではab間の電圧(電位差)を求めますので、bを0Vとしましょう。

すると

点b=点1=0V
点2=6V (電池の正負の向きを考えてください)
点3=点a=点4=1V  電圧降下です。電流の向きに注意
点5=-4V 同じく電圧降下
点6=0V ここがまちがえやすい。電流の向きに関係なく電池の正負で判断します
点b=点6=点1=0V・・・もとにもどった。

最後が元の電位にもどったらOK。これで検算のはたらきも兼ねています。

回路の問題では、回路を一巡して、各点の電位を求めればいいのです。電位とは、電流を川の流れにたとえたら、その場所の高度・標高のことです。

点b=0V、点a=1V  ですから、正解の値と一致しています。
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この回答へのお礼

たびたびすいません。
どうして点3・a・4がそれぞれ1Vになるんですか?
あと、この問題と違って電源の向きが片方でも逆になっていたら、電流の向きが分からなくなってしまいますか?
この場合、電流は時計回りですか?
点bからbまでの和が0になればいいんですか?
1/6「A」を使っていますか?
電圧降下の点には-をつけるんですか?
電圧降下でない点は標高が上昇してるんですか?
どうして電圧降下とそうでない点が分かるんですか?

お礼日時:2007/07/24 10:36

端子aの電位から端子bの電位を引くだけです。


電圧は2点の電位差ですからね。
電位の基準(V=0の位置)は任意ですが、回路系の場合は位置的に回路の一番下を基準にとることが多いように思います。
この問題の場合は端子bを基準として端子aの電位を求めてやればよいと思います。
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この回答へのお礼

aとbの電圧が実際どこか分かりません。
実際に解いていただけますか?

お礼日時:2007/07/24 06:07

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Qキルヒホッフの法則(高校レベル)

添付図の青線部分、AB間の電電位差を、電池E₁と抵抗0.4Ωから算出してますが、
下の電池E₂と0.1Ωから算出するとどうなるでしょうか?
またどうしてその計算で出るのでしょうか?

Aベストアンサー

AN04です。回答の補足。

電圧は本来、基準となる端子の電位に対する電位の差なので、
基準となる端子を添えて答えるのが正しい。そういう答に
文句を付ける人はいないです。

この場合、端子Bに対する端子Aの電位(電圧)は2.4Vと答えをかけば
完璧ですし、端子Aに対する端子Bの電位(電圧)は-2.4Vとかいても全く
同等です。

「AB間の電位差」ではどちらの端子を基準に答えるか曖昧なので
絶対値を書くことが多いですね。

「0.4Ωの電圧降下は電流が4Aだから1.6V」 という書き方も
電圧や電流の向きを無視して絶対値で書いてますが、
普通に行なわれています。

質問の問題文の書き方では、どちらの書き方でも
問題はないでしょう。

Qキルヒホッフの法則の問題の解法を教えて下さい。

図の回路において、R1(10Ω),R2(30Ω),R3(20Ω),R4(40Ω),R5(60Ω),V1(6V),V2(2V)とする。
(1)R1,R3,R4を流れる電流をそれぞれ求めよ。
(2)AB間の電圧を求めよ。
(3)抵抗R3を回路から取り外すと、AB間の電圧はいくらになるか。

第1法則より、I3=I1+I4
第2法則より、
(1)6-10I1-20I3-30I2=0
(2)2-40I4-20I3-60I5=0
というところまで分かり、
I3=I1+I4,I1=I2,I4=I5と式(1)(2)を解くと、
I1=0.1A,I4=0Aとなり、I4には電流は流れないということでいいのでしょうか?

解法のヒントだけでもいいのでどなたか分かる方、教えて下さい。

Aベストアンサー

回路設計の仕事をしている者です。

問(1)の回答についてはyukimokkoriさんの計算で問題ないと思います。
I4には流れませんね。

キルヒホッフの第なんとか法則・・とか忘れてしまいました(^^ゞが、私ならこう計算します。
図に書かれている(1)のループの電流をIA、(2)のループはIBとすると、

V1=(R1+R2)*IA+R3*(IA+IB) ・・・(1)
V2=(R4+R5)*IA+R3*(IA+IB) ・・・(2)

(1)と(2)から、
IB=(V2*(R1+R2+R3)/R3-V1)/((R1+R2+R3)*(R3+R4+R5)/R3-R3)

数値を代入するとIB=0Aとなります。(私が定義したIBはI4と同じですからI4=0A)

(1)を変形すると
IA=(V2-IB*(R3+R4+R5))/R3 ・・・(3)
ですから、IB=0Aということは

IA=V2/R3計算すれば良いわけで、IA=0.1A。

問(2)
AB間の電圧はR3の電圧降下をすれば良い。
流れている電流が0.1Aですから、

0.1*20Ω= 2V。


問(3)

V1とV2の電圧は逆向きになっていて、これがR1,2,4,5の直列抵抗にかかっているだけなので、

流れている電流は(V1-V2)/(R1+R2+R4+R5)で計算できます。

V1を基準に考えると、V1の電圧から、R1,2の電圧降下分を引いて
V1-(R1+R2)*(V1-V2)/(R1+R2+R4+R5) = 4.86V

V2基準で考えてももちろんok。V2の電圧にR4,5の電圧降下分を足して
V2+(R4+R5)*(V1-V2)/(R1+R2+R4+R5) = 4.86V


たぶん、合っていると思いますが・・一度計算してみてください。
..

回路設計の仕事をしている者です。

問(1)の回答についてはyukimokkoriさんの計算で問題ないと思います。
I4には流れませんね。

キルヒホッフの第なんとか法則・・とか忘れてしまいました(^^ゞが、私ならこう計算します。
図に書かれている(1)のループの電流をIA、(2)のループはIBとすると、

V1=(R1+R2)*IA+R3*(IA+IB) ・・・(1)
V2=(R4+R5)*IA+R3*(IA+IB) ・・・(2)

(1)と(2)から、
IB=(V2*(R1+R2+R3)/R3-V1)/((R1+R2+R3)*(R3+R4+R5)/R3-R3)

数値を代入するとIB=0Aとなります。(私が定義したIBはI4と同...続きを読む

Qキルヒホッフの法則の連立方程式について、教えてくだ

学校のレポートの課題で、キルヒホッフの法則の計算をやっているのですが、
電気の計算が苦手な方なので、分かりません。苦戦しています。
電気の計算が得意な方、回答よろしくお願いします!
内容は、テキストに書いてある表(抵抗値等が載っている)を見て式を組み立てて
計算して、最後は連立方程式で電流値を求める、と言うものなのですが、
どうして良いか分かりません。
計算式と答えを教えてもらえないでしょうか?

抵抗値はR1が200、R2は300、R3は1000、E1が2で、E2が6です。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

キルヒホッフの法則といわれたとたんにパニックになってしまう。・・・人が多い。これが、線路と荷物の問題だと難なく解けるのに(^^)
 路線が複数あり、中継点では荷物がとどまらないとして、途中駅に何個荷物がある・・とか

 ごく当たり前のことを言っているだけですよ。
・回路のどの点をとっても入ってくる電流と出て行く電流は同じ
   途中で増えたり減ったりしない
・回路の途中で電圧が変化するとき、一周してもとの点に戻ると同じ電圧でなければおかしい

 この二点以外考えることはないです。必要なことはどちら向きを正負にするかだけです。後は文章と図を読み取ることさえできればよいです。

a点では流入する電流を+,出て行く電流を-とすると
I₁ + I₂ + I₃ = 0
回路Iでは、電池の+がもっとも電圧が高く電池の負極(終点)でゼロとして右回りで考える。
E₁ - R₁I₁ - R₂I₂ = 0
回路IIでは、電池の+がもっとも電圧が高く電池の負極(終点)でゼロとして右回りで考える。
E₂ - R₂(-I₂) - R₃I₃ = 0

式を変形して 知りたいI₁,I₂,I₃の形に整える。

I₁  + I₂  +  I₃ = 0  (1)
R₁I₁ + R₂I₂     = E₁ (2)
    (-R₂)I₂ - R₃I₃ = E₂ (3)
★あとは連立方程式を解くだけ。最初から数字を入れてもよいが、問題によると抵抗を変化させる場合もあるので、ここでは最後に代入

(2)の両辺をR₁で割ったものを(1)から引く
 I₁  + I₂  +  I₃ = 0  (1)
-)I₁ + (R₂/R₁)I₂     = E₁/R₁ (2)/R₁
   (1-R₂/R₁)I₂ + I₃ = -E₁/R₁

  (1-R₂/R₁)I₂ + I₃ = -E₁/R₁  (1)
R₁I₁ + R₂I₂     = E₁    (2)
    (-R₂)I₂ - R₃I₃ = E₂    (3)

(3)の両辺をR₃倍したものを(1)に加える。
  (1-R₂/R₁)I₂ + I₃ = -E₁/R₁  (1)
+)   (-R₂/R₃)I₂ - I₃ = E₂/R₃  (3)/R₃
  (1-R₂/R₁)I₂ + (-R₂/R₃)I₂ = -E₁/R₁ + E₂/R₃
  (1-R₂/R₁ -R₂/R₃)I₂ = -E₁/R₁ + E₂/R₃

   (1-R₂/R₁ -R₂/R₃)I₂     = -E₁/R₁ + E₂/R₃  (1)
R₁I₁ + R₂I₂           = E₁    (2)
    (-R₂)I₂       - R₃I₃ = E₂    (3)

     I₂      = (E₂/R₃ - E₁/R₁)/(1-R₂/R₁ -R₂/R₃)  (1)/(1-R₂/R₁ -R₂/R₃)
I₁ + (R₂/R₁)I₂   = E₁/R₁    (2)/R₁
    (R₂/R₃)I₂ + I₃ = -E₂/R₃    (3)/-R₃

★(1)を(R₂/R₁)倍したものを(2)から引く
★(1)を(R₂/R₃)倍したものを(3)から引く
     I₂      = (E₂/R₃ - E₁/R₁)/(1-R₂/R₁ -R₂/R₃)
I₁            = E₁/R₁ - (R₂/R₁)(E₂/R₃ - E₁/R₁)/(1-R₂/R₁ -R₂/R₃)
            I₃ = -E₂/R₃ - (R₂/R₃)(E₂/R₃ - E₁/R₁)/(1-R₂/R₁ -R₂/R₃)

  I₂   = (6/1000 - 2/200)/(1-300/200 -300/1000)
I₁     = 2/200 - (300/200)(2/1000 - 2/200)/(1-300/200 -300/1000)
    I₃ = -300/1000 - (300/1000)(6/1000 - 2/200)/(1-300/200 -300/1000)


キルヒホッフの法則を考えるときは、必ず向きを忘れないこと。
 あとは簡単な計算です。--計算間違いに気をつけて
繰り返します。

a点では流入する電流を+,出て行く電流を-とすると
I₁ + I₂ + I₃ = 0
回路Iでは、電池の+がもっとも電圧が高く電池の負極(終点)でゼロとして右回りで考える。
E₁ - R₁I₁ - R₂I₂ = 0
回路IIでは、電池の+がもっとも電圧が高く電池の負極(終点)でゼロとして右回りで考える。
E₂ - R₂(-I₂) - R₃I₃ = 0

キルヒホッフの法則といわれたとたんにパニックになってしまう。・・・人が多い。これが、線路と荷物の問題だと難なく解けるのに(^^)
 路線が複数あり、中継点では荷物がとどまらないとして、途中駅に何個荷物がある・・とか

 ごく当たり前のことを言っているだけですよ。
・回路のどの点をとっても入ってくる電流と出て行く電流は同じ
   途中で増えたり減ったりしない
・回路の途中で電圧が変化するとき、一周してもとの点に戻ると同じ電圧でなければおかしい

 この二点以外考えることはないです。必要...続きを読む

Q時定数について

時定数(τ=CR)について物理的意味とその物理量について調べているのですが、参考書等これといってわかりやすい説明がありません。どうが上記のことについて詳しく説明してもらえないでしょうか?

Aベストアンサー

1次応答のお話ですね。
物理の世界では「1次応答」と呼ばれる系をしばしば扱います。その系の応答の時間的尺度を表す数字が「時定数」です。物理量としては時間の次元を持ち、時間と同様に秒や分などを単位に表現できます。

直感的には「水槽から出て行く水」のアナロジーで考えると分かりやすいと思います。いま水槽があって下部に蛇口が付いているとします。蛇口をひねると水は流れ出ますが、水が流れ切ってしまうまでにどれくらい時間がかかるでしょうか。
明らかに水槽が大きいほど、そして蛇口が小さいほど時間がかかります。逆に水槽が大きくても蛇口も大きければ水は短時間で出て行きますし、蛇口が小さくても水槽が小さければこれまたすぐに水槽はからっぽになります。
すなわち水がからっぽになるまでに要する時間の目安として
 水槽の大きさ×蛇口の小ささ
という数字が必然的に出てきます。ご質問の電気回路の場合は
 コンデンサの容量→水槽の大きさ
 抵抗→蛇口の小ささ
に相当するわけで、CとRの積がその系の応答の時間的な目安を与えることはなんとなくお分かり頂けると思います。

数式を使いながらもう少し厳密に考えてみましょう。以下のようにコンデンサCと抵抗Rとからなる回路で入力電圧と出力電圧の関係を調べます。
 + C  -
○─┨┠─┬──●
↑    <  ↑
入    <R  出
力    <  力
○────┴──●

入力電圧をV_i、出力電圧をV_oとします。またキャパシタCに蓄積されている電荷をQとします。
するとまず
V_i = (Q/C) + V_o   (1)
の関係があります。
また電荷Qの時間的変化が電流ですから、抵抗Rの両端の電位差を考えて
(dQ/dt)・R = V_o   (2)
も成立します。
(1)(2)を組み合わせると
V_i = (Q/C) + (dQ/dt)・R   (3)
の微分方程式を得ます。

最も簡単な初期条件として、時刻t<0でV_i = 0、時刻t≧0でV_i = V(定数)となるステップ応答を考えます。コンデンサCは最初は帯電していないとします。
この場合(3)の微分方程式は容易に解かれて
V_o = A exp (-t/CR)   (4)
を得ます。exp(x)はご存じかと思いますがe^xのこと、Aは定数です。解き方が必要なら最後に付けておきましたので参考にして下さい。
Cは最初は電荷を蓄積していないのですから、時刻t=0において
V_i = V = V_o   (5)
という初期条件が課され、定数Aは実はVに等しいことが分かります。これより結局、
V_o = V exp (-t/CR)   (6)
となります。
時間tの分母にCRが入っているわけで、それが時間的尺度となることはお分かり頂けると思います。物理量として時間の次元を持つことも自明でしょう。CとRの積が時間の次元を持ってしまうのは確かに不思議ではありますが。
(6)をグラフにすると下記の通りです。時刻t=CRで、V_oはV/e ≒0.368....Vになります。

V_o

* ←初期値 V        
│*
│ *
│   *         最後は0に漸近する
│      *       ↓
└───┼──────*───*───*───*─→t
t=0  t=CR
   (初期値の1/e≒0.368...倍になったタイミング)


【(1)(2)の解き方】
(1)の両辺を時間tで微分する。V_iは一定(定数V)としたので
0 = (1/C)(dQ/dt) + (dV_o/dt)
(2)を代入して
0 = (1/CR) V_o + (dV_o/dt)
-(1/CR) V_o = (dV_o/dt)
- dt = dV_o (CR/V_o)
t = -CR ln|V_o| + A
ここにlnは自然対数、Aは定数である。
この式は新たな定数A'を用いて
V_o = A' exp (-t/CR)
と表せる。

1次応答のお話ですね。
物理の世界では「1次応答」と呼ばれる系をしばしば扱います。その系の応答の時間的尺度を表す数字が「時定数」です。物理量としては時間の次元を持ち、時間と同様に秒や分などを単位に表現できます。

直感的には「水槽から出て行く水」のアナロジーで考えると分かりやすいと思います。いま水槽があって下部に蛇口が付いているとします。蛇口をひねると水は流れ出ますが、水が流れ切ってしまうまでにどれくらい時間がかかるでしょうか。
明らかに水槽が大きいほど、そして蛇口が小さい...続きを読む

Q電気量保存の法則ってなんですか?

私は高3で、今テスト週間です。
まだてつかづの物理の教科書(コンデンサーの分野)を読んでいると「電気量保存の法則」といきなりでてきたのですが、どんな法則なのかどこにも書いていなくてまったくわかりません、どなたかご存知の方、できるだけ詳しく説明をください!

Aベストアンサー

 
 
>> 今テスト週間です。 <<

 では、気分転換に。(ややこしい法律用語のような話なので覚える必要はありませんよ) 電気量も電荷(でんか)も物理用語でして、
【 電荷 】
 電気現象を起こす実体(じったい)に付けた名前です。正直まだその実体=正体は不明です。(*)
【 電気量 】
 物質の持つ電荷の量です。 正体不明だけど個数として数えられることを経験的に発見しました。しかし以前からのしがらみがあってクーロンという単位で数えています。



野球のイチローに例えると、
  電気現象 ⇔ イチロー人気現象
  電荷    ⇔ 鈴木イチロー
  電気量   ⇔ 野球センス(素質)
  質量    ⇔ 体重 kg
  大きさ   ⇔ 身長 cm
こんな感じです。


 人類は経験から「すべての電気量は『ある値』の整数倍になってるらしい」ことを知りました(**)。その電気量を 電気素量 と言い、記号でeと書きます。 電子の電気量が1eです。 日常では「電子の電荷は1.6×10-19乗クーロン‥」などと言いますが堅い文章を書くときは使い分けします。お使いの教科書もそのようですね。



(**)
本には「ミリカンの油滴(ゆてき)実験で決定された」とか書かれてましたが、残念ながらこの実験は、都合の悪いデータを捨てた「作品」の疑いの方が決定的で「人としてやってはいけない見本、でもやった者勝ちでノーベル賞」という暗黒面でも有名です。
http://web.kanazawa-u.ac.jp/~shiryo/butsuri/91.html
http://www68.pair.com/willisb/millikan/apparatus.JPG
↓こんなことをやらされたりします。
http://www2.denshi.numazu-ct.ac.jp/~kazuhiro/exp/4011/
↑の最後に「誤差の原因を検討せよ」とかありますね、結果、ここ(Q&Aサイト)が繁盛したりします w



 他にも多種多様な実験をやった結果;
電子は電気素量そのものを持ってるので「電流とは電子なのである」と思ってしまいそうだが、電子は消し去ることもできる。しかし電気量は「どんな実験をくわだててチャレンジしても 作ることも消すこともできなかった。ただ移動させて局所的に増減させることができるだけだった」ので、 理由は判らないのだが「あらゆる物質の 電気量の総和は 不変である」と決めつけてよさそうだ。← これが御質問への一応の答えです。経験則(けいけんそく)ですから例外が発見されて破れるかも知れないのです。
 で、それに前後して なぜ不変なのか理論的な理由付けが なされました(ゲージ理論といいます)。ただし 全てが解明されたのではなく 言わば「犯人の背後組織が解明され、犯人の行動は その組織の規則によるものだと判った。だがその組織を支配してる背後組織が存在してるのは明らかで‥」のような状態で現在進行形です。(永遠に続くのかも知れません。)
 イチローの例で言えば、素質 とは 遺伝子 が背後にあるのだ、と一歩進んだ?ような状況です。



 コンデンサに限らず、電気回路(含む電子回路)は全て 電気量保存の式を使って解きます。 電気には様々な式が「これでもか!」と登場しますが、その全ての根本は 電気量の保存法則 と エネルギ保存法則、この2つです。(高校では習わないかも知れませんがキルヒホフという物理学者が電気に特化して作った式を使います。)
 そしてお馴染みの「オームの法則」は、保存則ではなく「電気抵抗」を定義/導入するものです。理論の構築にはこれが突破口でした。


 コンデンサは電流は通らないと覚え込んでませんか。交流(常に変化してる)電流は実際に身の回りで通ってますよね。「電流とは電荷の流れである」とすれば前者は説明できても後者の説明に窮しますね。そこで「電流は電荷の流ればかりではない」と拡張されました。真空や絶縁物の中を堂々と通る電流です。(以下略)



(**)
 「電荷」は electric charge の直訳です。静電気を帯びるものをエレクトリカ(コハクのようなもの)、それが charge=込められてる、という意味です。静電気の電気ショックを想像して下さい、弾が込められてる銃と同様の意味合いです。 ところが charge の元の意味が「荷物を積む」なので そっち系で訳してしまったんでしょう。でも今は荷の方がよかったです。
 「電気量」は Quantity of electricity の直訳。electricity は electrica+ity
 
 

 
 
>> 今テスト週間です。 <<

 では、気分転換に。(ややこしい法律用語のような話なので覚える必要はありませんよ) 電気量も電荷(でんか)も物理用語でして、
【 電荷 】
 電気現象を起こす実体(じったい)に付けた名前です。正直まだその実体=正体は不明です。(*)
【 電気量 】
 物質の持つ電荷の量です。 正体不明だけど個数として数えられることを経験的に発見しました。しかし以前からのしがらみがあってクーロンという単位で数えています。



野球のイチローに例えると、
  ...続きを読む

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べき乗

べき乗とは一体なんですか?
ウィキを見ても理解できませんでした。
2の2乗は2×2ですが、
2のマイナス2乗は一体どのような式なのですか?

Aベストアンサー

算数の延長線上だけの概念だけだといまいち理解出来ないですよね。
べき乗って要は指数なんですけど、
そういう難しい話を出来るだけ捨てて、算数の世界で説明出来る位まで掘り下げて説明します。

例えば 10の2乗は100、10の3乗は1000となります。
これを数字の動きに目を合わせてもう一度、書いてみます。
00010.00000 ←これを2乗すると↓
00100.00000 //10という値が左に1つずれた結果が答え

00010.00000 ←これを3乗すると↓
01000.00000 //10という値が左に2つずれた結果が答え

こういう風に表す事が出来ます。
じゃあ、10のマイナス2乗ってなった場合はどうなるのかというと、
00010.00000 ←これを-2乗する↓
00000.01000 //10という値が右に3つずれた結果が答え

という答えになります。
1を基準点として、右や左にいくつずれるか。
これがべき乗なのです。


で、2のべき乗を考えた時は、
全部2進数で考える必要があります。
00010.00000 ←2進数で表した数値の2
00100.00000 ←2乗した結果。数値で言うと4
00010.01000 //-2乗した結果。数値で言うと0.25


これで何となく分かっていただけたでしょうか?
ちなみに37のx乗を計算するみたいな時があったとしたら、
それは37進数で考えるという計算が必要になるのです。

算数の延長線上だけの概念だけだといまいち理解出来ないですよね。
べき乗って要は指数なんですけど、
そういう難しい話を出来るだけ捨てて、算数の世界で説明出来る位まで掘り下げて説明します。

例えば 10の2乗は100、10の3乗は1000となります。
これを数字の動きに目を合わせてもう一度、書いてみます。
00010.00000 ←これを2乗すると↓
00100.00000 //10という値が左に1つずれた結果が答え

00010.00000 ←これを3乗すると↓
01000.00000 //10という値が左に2つずれた結果が答え

こういう風...続きを読む

Qブリッジ回路の合成抵抗について

ブリッジ回路(左上,右上,左下,右下に抵抗R1,R2,R3,R4があり,左と右を結ぶ回路に電池がある.R1,R2の間からR3,R4の間に岐路がある.)の合成抵抗の解説で
「R1R3/(R1+R3) + R2R4/(R2+R4)」とありました.
いかにもR1とR3の並列回路とR2とR4の並列回路の直列接続の合成抵抗のような気がします.

しかし,左上,右上,中央,左下,右上に5Ω,20Ω,10Ω,20Ω,5Ωの抵抗があり,上の式が正しいなら
4+10+4=18
になりませんか?
中央の岐路に抵抗がある場合とない場合では式が違うのですか?

Aベストアンサー

>左上,右上,中央,左下,右上

右下はどれ?
・・・とい言うことはさておき、
この手の問題はおそらくこうなっているはず。
左上×右下と左下×右上を計算してみてください。
真ん中を無視して、対角線同志をかけます。
この値が同じだったら、回路が平衡しているといいます。
おそらくこの問題では、
R1×R4=5×20
R2×R3=5×20
となっているのではないでしょうか?
R1・R4=R2・R3 が成り立つとき、回路は平衡していて、
真ん中の抵抗はあってもなくても良いことになります。
だから、

>いかにもR1とR3の並列回路とR2とR4の並列回路の直列接続の合成抵抗

となります。
平衡していないときは、面倒な計算になりますが。。


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