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乾電池2個を並列でつかい、豆電球につなぎます。並列の乾電池のうち、一つを反対向きにします。このとき、豆電球がつかない理由を教えてください。

gooドクター

A 回答 (11件中1~10件)

No.4です。


小学生ですと4~5年生ですかね?
なかなか電圧の理解は難しいですからこんなふうに教えたらどうでしょう。

先に説明した「回路」を細い道にたとえます。
電気はなんとおすもうさんですw
この細い道におすもうさんがギュウギュウ隙間なく並んでいます。
そして電球の部分が土俵です。

おすもうさんが支度部屋(電池の出口)から押し出されてきます。
道にはびっちりおすもうさんが並んでいますから
後ろから押されたおすもうさんは仕方なく進むしかありません。
しかもその先には土俵がありますので、
おすもうさんの本能でつい相撲を取って汗をいっぱいかいてしまいます。
この汗が電球の光ですww
そして取組みを終え、クタクタになったおすもうさんは、
後ろからどんどん来る新しいおすもうさん達がまた汗をかくために
再びビッチリならんで退場していきます。
そう、退場先は再び支度部屋(今度は電池の入り口)に帰っていくのです。
コレが電気の流れ(電流)ですwww

電池が並列ならば、二つの小道から出てきたおすもうさんは
合流してなかよく土俵に向かって進んでいくのですから
どんどん相撲を取ってずっと汗をかきっぱなしで問題ありません。

しかし、一つの電池が逆向きになってしまうと
支度部屋の出口と入り口が道でつながってしまい、近道になります。

おすもうさんは遠くに歩いていくのが苦手なので
遠い土俵のほうに行かずに近くの入り口にどんどん入ってしまいます。
そうすると土俵のほうの小道に並んだおすもうさんは
後ろから押されることが無いのでボーーっと立ったままです。
よって、土俵では新しい取り組みが行われないので電球も光りません。

しかも困ったことに、相撲も取らずに支度部屋から支度部屋に
ぐるぐるまわされたおすもうさんはやがて…
ストレスが限界に達し大暴れするので大変危険なのですwwww

こんな感じでいかがでしょうかw
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
電気をおすもうさんにたとえた話は、とてもわかりやすかったです。
電気も近い道と遠い道があれば、近い道をかならず通るんですね。
かなり解決しました。これで、子ども達も理解してくれると思います。

お礼日時:2007/09/09 09:01

電気は、プラスからマイナスに流れるの。

^_^

両方マイナスだと流れないんだよ。^○^;
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>小学生から質問されたので


電池の接続を+-、+-2個を直列に接続し、最初の+と2つ目の-を短絡した回路を考えてください。これは、±逆に並列にした回路と同じになります。直列は電圧が3Vですが短絡すると0ボルトになりますね。
 これは各電池の電圧が0と言うことです。
 回路には大電流が流れ内部抵抗で逆の電圧が生じ、電池の電圧が0になる。
 平たく云えば、大電流(短絡電流)が流れると端子電圧が0に成ると理解すればいいのでは。通常の電流でも電流が流れると電池の電圧は下がります。電池単体の電圧(無負荷)と電流が流れると電流に応じて電池の電圧は下がります。
 電池の能力以上の電流を流すと電圧が下がる。この場合電池の電圧が0になる。
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No.5です。


小学生に教えるわけですか。それは大変。
やはり電池の内部抵抗は説明せざるを得ませんね。

電池をスキー場に見立てましょう。
No.5の図でEを高低差100mのリフト、rをゲレンデ(当然高低差100m)とします。
図の左下から上へスタートします。(ここを基準点とします。)
100m上って100m下って結局上辺は基準点と同じ高さです。
今度は上辺から右側へ100m上って100m下って基準点に戻ります。
つまり上辺も下辺も同じ基準点です。
電球をつないでも電流が流れず光りません。
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電池の内部抵抗を考えると大変分かりやすい、電池1個の電圧を1.5V、1個の内部抵抗を仮に0.5Ωとし、電池を逆向きに並列に繋ぎ、ループで考えると、全体の電圧は3V、内部抵抗は1Ωとなる。

従ってループに流れる電流IはI=V/RなのでI=3A流れます。
この時電池の電圧1.5Vと内部抵抗0.5Ωの電圧降下(1.5V)はお互い逆向きなので並列に繋いだ電池の端子電圧は0[V]となり、豆球が点かない。ループの中に豆球を入れる(電池の+と-を繋いだ線の代わりに豆球を入れる)と点灯します。
 電池の内部抵抗を理解出来れば、比較的簡単な問題です。

この回答への補足

とても詳しい説明ありがとうございます。
小学生から質問されたので、どのように説明すればいいのか今、大変困っています。もしよろしければ、小学生でもわかるようにご説明していただけないでしょうか。
ぶしつけなお願いで申し訳ありません。

補足日時:2007/09/08 11:49
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電圧を電位と言います。


電圧が高いのを、山が高いのだと考えて下さい。

1.5Vの高さの山があります。
-1.5Vの谷があります。

その中央の0Vが電位になるのです。

エネルギー移動量が0の場合、

どこから熱が与えられるのか?
どこから破損するエネルギーを得るのか?

やってみると、-0.4mV、-22mAが流れました。

Vは、標準の消耗率で両方の電位がほぼ同じであった。
電流は少し顕著になる。

AよりBの電池の消耗が少し多い。(マイナス)
こう言う事になりました。

3個の電池の1個を逆にした場合、その電池は充電されてしまうので、
発熱、破裂、液漏れの危険性は大になります。

が、2個のショートの条件では、
このエネルギー移動で危険性が大なのかは疑問であると思います。
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これは非常にいい質問というか非常に難しい質問です。


専門家でも即座に答えられる人はとても少ないでしょうね。
今までの回答がなかなか納得いかないのも当然でしょう。

これは次のような等価回路を考えればいいでしょう。

----
r  E↓
|  |
E↑ r
----
回路全体の起電力は2Eです。
当然2つのrで2Eを消費していることになります。
従って上辺はE-Eで0V
下辺もE-Eで0Vです。
つまり上辺も下辺も同じ0Vと言うことになります。

ここで考え方を変えてみましょう。
上辺と下辺を線でつないで見ます。
Eとrの回路が2つできます。
電流はE/rです。
元の回路は2E/2r=E/rですから
線をつないでもつながなくても状態が変わらないことを意味しています。
つまり上辺と下辺の電位差はゼロです。

最後に皆さんが言われているようにこれはショートですから非常に危険です。
絶対にやらないでください。
 
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電池から電気が出ていることはわかりますね。


電池のプラスとマイナスは
電気が出て行くところと帰ってくるところと考えましょう。

普通に並列つなぎにすれば電池から出てきた電気が
並んで豆電球に入っていき、また電池に帰ってくる「回路」が出来ていますね。

ところが電池のひとつを逆向きにしちゃうと
電気の出て来るところと入っていくところがつながってしまってますね。
そう、電気は豆電球にいかなくても電池の入り口から出口に
行ってしまうので、豆電球はつかないのです。

でも危険ですから、実際はやらないでおきましょう!

この回答への補足

ありがとうございます。
入口から出口の説明はとてもわかりやすかったです。

質問なんですが、豆電球のほうには、多少でも、電気は流れないのですか?

補足日時:2007/09/08 11:46
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こんばんは。



なぜ、並列に乾電池2個をつないで、そのうち一つを逆向きにつないだ時、豆電球が点かないのかというと、それは、乾電池から、逆向きにつないだ乾電池へ直接、電気が流れて、ショートします。
つまり、これを行うことは、大変、危険です。
実際に行わないようにしましょう。
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2個の乾電池のうちの1個を逆向きにすると、電池のプラスとマイナスが打ち消しあって、豆電球へ流れる電圧がゼロになってしまうからです。



また、この状態だと、一方の乾電池からもう一方の乾電池へ大きな電流が流れるため、電池が発熱して破裂する危険性がありますから、長い時間その状態にしておいてはいけません。
すぐに乾電池をはずしましょう。
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