痔になりやすい生活習慣とは?

起電力1Vの電池と、1Ωの抵抗があったとします。
電池を1個─1個の並列で抵抗につないだら、理想的には1Aの電流が流れますよね。
  ┌電池┐
─┤   ├─
  └電池┘

で、疑問に思ったのですが、電池を1個-2個で並列にして1Ωの抵抗につないだら、何Aの電流が流れるのでしょう?
電池を並列につなぎ、片方は1V、もう片方は2Vの起電力を持たせるという意味です。


わかりにくくてすみません……。
数式による説明もある程度理解できると思います。
よろしくお願いします。

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A 回答 (20件中1~10件)

今までの解答に書かれていることに少し疑問を感じます。


「無限大の電流が流れて一瞬にしてお釈迦になる。場合によっては爆発する・・・。」
こういうことは起こらないのではないでしょうか。

子供が電池をいろんなつなぎ方をして遊んでいることがあります。乾電池3つを1.5Vと3Vにしてつないでいることはありそうです。「一瞬にして・・・」というのであればつないだ瞬間に事故になるのですからもっと事故例が多くなるでしょう。
電池ケースの中に入れっぱなしにしていれば事故になるかもしれないという意味だろうと思います。

電池は内部で化学反応が起こっています。
電池の中にある物質の起こす化学反応に相当する電圧は普通1~2Vです。乾電池の1.5Vはそういう反応のひとつです。自動車用のバッテリーは1つ2Vの電池(鉛蓄電池)をいくつか組み合わせたものです。
鉛蓄電池は電圧をかけると逆反応が起こります。充電が出来ます。鉛蓄電池は積極的に逆向きに電圧をかけることで使われています。充電式の電池では逆向き電圧をかけても大丈夫です。
乾電池は充電の出来ない電池です。充電ができないというのは電圧をかけても逆の反応を起こさせることが出来ないということです。でも電池の中には色んな物質が入っていますからそれらが反応する可能性はあります。それを調べるのには使いきった乾電池に電圧をかけてみるといいでしょう。多分電流はほとんど流れないと思います。その電圧で起こる反応が内部になければ電流は流れません。持続的に反応が起こるように物質が配置されていなければ電流が流れません。電極表面の近くにある物質だけが反応して終わりということになるかも知れません。そういう意味では絶縁体です。
乾電池は内部抵抗に相当する抵抗を持った導体ではありません。もしそうであれば使いきった乾電池に電圧をかけるとショートしたのと同じ事になるはずです。
電圧をかけて起こる可能性のある反応の中で注意するものは水の電気分解です。感電池には塩化アンモニウムの入っているものもありますから塩素の発生もあるかもしれません。こられは気体が発生しますのでたまると破裂の可能性があります。鉛蓄電池では充電時に水の電気分解も起こります。このとき発生する気体を逃がすか水に戻すかの対策が採られています。
乾電池でも水の電気分解の起こる可能性はありますが瞬時に起こると言うレベルのものではないでしょう。

1Vの電池に2Vの電圧を実際にかけてみて調べたわけではありません。予想です。
・電池の起電力以上の電圧を逆にかけると電池反応が起こらなくなる、
・逆反応が継続的に起こるためには電池内部の物質がそのように配置されていなければいけない
・水の電気分解のような副反応は起こる可能性がある。
(水の電気分解に必要な電圧以上の電圧がかかっている場合です。)
・電流が流れなければ絶縁体をはさんだのと同じになる
いずれにしても瞬時に何かが起こるというものではありません。入れっぱなしは危ないです。
いかがでしょう。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
確かに電池の場合は化学的反応も考えなくては…難しいです。
"+ -""+ -""- +"で直列にして豆電球につなぐと、電池1つの場合よりかなり暗くつきますし。理想的な電気理論どおりには行かないみたいですね。

理想的に考えた場合は#3の方の解答でよろしいのでしょうか?
疑問ばかりですみません…

お礼日時:2008/02/06 02:08

話としては、おさまるところにおさまったのかどうかは分かりませんが、


実験をしてみれば自明です。

下記回路(→は起電力1.5Vの電池)

 A--→→-→--B  C--→→-←--D

にて豆電球をつなぐと、いずれも豆電球は点灯しますが、ABの方が明るい
即、AB間電位差の方がCDより大きくなります。
昔、学校でやった実験です。


電解液が最近のマンガン電池はNH4ClではなくZnCl2ですか、それは知りませんでした。
私の知識も少し古いようです。

ただ主役云々には少し意見があります・・少し古い知識ですが、
確かにマンガン電池にはMnO2が使われていることが、その名前の由来であり、重要な役割を担っています。
ただ、これは長時間負荷が掛かった時、正極に発生する分極を消滅させるのが主役割(減極)であり、電解液なくしては起電力は発生しま
せん。
無論、分極が進めば起電力が低下し実用にはなりませんので、両者あいまって、乾電池は今でも有用な電源として多方面に利用されている
ということには異論ありません。
一般的には、減極剤で電池の呼称がされており、酸素を減極剤とするものは空気電池、酸化水銀を減極剤とするものは水銀電池と呼ばれて
おります。
電解液は名前をつけて呼ばなければならぬほど特殊なものはなく、極々あるふれたものが使われるせいでしょう。


発熱について:
電位差間を電流が流れますので、その電気エネルギーは何かの形に変わっています。
基本的には、熱の形で放出されます。化学エネルギーの形で蓄えられることは、あるのかもしれないが、少ないはずです。
化学エネルギーの形で蓄えられるのであればそれは蓄電池です。マンガン電池には蓄電能力はありません。
熱が放出されるのは発熱反応であり、爆発といってもそれほど大きな間違いではないでしょう。
乾電池の注意書きに、
極性を逆に使用すると、電池には通常と逆方向に電流が流れるため、内部で異常な化学反応が進行し破裂・液漏れを引き起こす可能性があ
る。乾電池の使用個数が3直列以上の場合は特に極性に注意して正しく使うこと・・上記CD的使い方はするな、ということです。
と説明されており破裂の可能性に言及されていますので、実際としては発熱ではなく爆発の方が適切なのかもしれません。
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#16,18様



1)は逆電圧をかけた場合ですね。
この反応が起これば電流が流れます。でもこの反応に必要な値以上の電圧がかかっている場合です。それ以下であれば絶縁体と同じです。
考えられる反応はメインの反応の逆反応とNH4Clの電気分解です。NH4Clの反応が起こればH2とCl2が生じると思います。気体が発生する反応ですから電池としては困った事になります。質問者様は液漏れが起こったと書いておられますが気体発生によって内圧が高くなって起こったことだろうと思います。発熱によってではないはずです。
2)ではマンガン電池の肝心な物質が抜けています。MnO2です。Znを酸化する酸化剤です。NH4Clは反応の主役ではありません。
反応は
Zn+MnO2+2NH4Cl→MnOOH+Zn(NH3)2Cl2
であるとされています。

正極、負極と正極活物質、負極活物質が混同されていることが多いです。亜鉛は負極であると同時に負極活物質でもあります。

NH3を含んだZnの化合物は反応により生じた亜鉛イオンが電極のそばにたまることを防ぐためのものと言われています。生じた亜鉛イオンをすぐに別の形に変えてしまい、逆反応にかかわるのを防ごうとしているのです。こういう工夫がされていますから逆電圧をかけたときに逆反応が起こるのはわずかでしょう。主はやはりNH4Clの電気分解であると思います。0.2A程度の電流が流れています。


(現在性能の高くなったマンガン乾電池の中ではNH4ClではなくてZnCl2が使われているということです。これはおまけです。)

とにかく逆電圧をかけて電流が流れればその電圧で可能な酸化・還元反応が起こっているはずです。

>短時間の発熱が爆発ですから、その差さえ押さえておけば、「爆発」は間違いではありません。

気体発生のメカニズムは考えられますが爆発にいたるような発熱のメカニズムは考えられません。
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#16です。



がっくりさせたのは申し訳ありませんでした。

私の説明に言葉足らずがありました。
その修正です。

1)マンガン電池の電解液は(NH4+)+(Cl-)
この液に電極2本挿入し電位差を与える
高電位側に(Cl-)が移動し、電極に電子を与える、低電位側に(NH4+)が移動し電子を貰う
これは高電位側、低電位側それぞれが酸化還元反応でした・・ただ、電流は流れる。

「化学反応と無関係だ」ではなく、これは立派な化学反応ですが、起電力メカニズムとは違う・・これを言いたかった

2)起電力メカニズム・・マンガン電池
正極C、負極Zn、電解液NH4Cl

負極側ではイオン化傾向の差でZnが液中に溶出(Zn+)となり、負極に電子を与え、電解液よりE1だけ電位が下がる。
Zn+はCl-と結合し、NH4+は正極にて電子を貰う。正極は電解液よりE2だけ電位が上昇する。
正極、負極間には(E1+E2)の電位差が生じる・・これが起電力

この起電力メカニズムを化学反応と言ったまでで、1)も化学反応ですから、化学反応という言葉で2)だけのことを表現したのは間違いでした。

とした時#17の理論はどうなるのでしょうか。
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#16を読ませていただいてがっくりきました。


私はこれまで書いたことでいくらか化学反応のことを考慮する考えを受け入れてもらっていると思っていました。甘かったですね。

>これは電気を楽々通す良導体であって絶縁体ではありません。電位差を与えれば順方向であろうが、逆方向であろうが、電気を流します。
ただ、化学変化で順方向に1.5V(この質問では1V)の起電力を発揮するだけです。

ここに書かれていることは「電解質があれば電気が流れる。これは化学反応とは無関係だ」ということですね。そしてそれとは別に1.5Vの起電力が生じる化学反応がある。

電解質に電圧をかければどうして電気が流れるのかという仕組みを考えてみられたことはありますか。ただ電解質にはそういう性質があるとされているだけではないですか。何度も書いてきたのですが
「対応する酸化・還元反応が起こらなければ電流は流れない」
というのは電気化学の大原則なんです。電解質の溶液であっても反応が起こらなければ電流は流れないのです。電池内部の物質と電極の間で電子の移動がなければ電流は流れません。イオンも分子も電子を失うか貰うかすれば別の物質に変化します。これが酸化・還元反応です。イオンは単なる電子のキャリアーではありません。これは全て高校の化学ででも出てくる認識です。食塩水の例を出しました。食塩水に電気が流れるときは電気分解が起こっています。電気分解が起こるためにはある限界以上の電圧をかけないとダメですからどんな電圧でも電気が流れるというのではありません。その限界電圧以下では絶縁体と同じです。

これも否定されますか。

でもまず今まで書いたことは読まないで書かれておられるように思いますからそれ以前のことかもしれませんね。

念のためと思って「直流と交流とは事情が異なる、交流では反応が起こらなくても電流が流れる」ということも書いたのですがそういうことも関係なしに直流で仰っているのですね。

>ただマンガン電池の場合、化学反応は可逆ではありませんから、加えられた電力量(W)は化学エネルギーとして蓄積されませんので、相当量が発熱することになります。

この部分でも反応と無関係に電流が流れるとされていますね。逆反応がないと確認したうえで電流が流れるとしているのですから。
順方向の反応の逆反応も、そうでない副次的な反応も起こりえます。もしそういう反応が一切ないのであれば電流は流れません。

#14のご回答の中に書かれている「逆電圧をかけたとき新しい電池と古い電池とでは電流が異なる」というのも説明できませんね。
・逆反応がない、
・反応と無関係に電流が流れる
ということであれば新しいか古いかは関係がないことのはずですから。

反応によって生じた物質の量が測定できれば流れた電気量が分かるという法則をご存知でしょうか。ファラデーの法則といいます。これは反応以外では電流は流れないということが前提になっています。電気分解によって1モルの水素が発生すれば2ファラデーの電気量が移動しています。1F=96500Cです。流れた電気量を測る電量計というのがありました。電気分解で生じる銀の質量から電気量を求めるものです。1ファラデーの電気量で銀が108g析出します。これはセンター入試のレベルです。電流が流れれば何か反応が起こっているということが認められないのであればこれらが全て成り立たなくなります。ファラデーの法則も成り立たなくなります。(もっと早くこの法則を出していればよかったと思います。)


逆反応の例をひとつ出しておきます。炭素棒2本を使って水の電気分解を行います。希硫酸の水溶液でやるとします。電圧をかけます。電極から泡が出ます。この泡の発生と電流とが連動しています。しばらく電気分解を行った後電池をはずします。電池の代わりにファンのついたモータを接続します。モータが回転します。これは水の電気分解の逆反応が起こっているからです。炭素電極に吸着した水素と酸素が元の水に戻る反応です。直接水素と酸素が接触して反応するのではありません。電極を通じて電子が移動することで反応が実現しているのです。モータを回していますから電池になっているのは明らかです。。電池と電気分解は逆反応の関係になっています。ただしこれはそれほど長続きはしません。吸着している気体がなくなれば終わりです。大きな炭素電極を使うと持続時間を長く出来ます。発生して電極から離れてしまった期待は反応にかかわってきません。持続的に電流を流すことが出来る電池にするには工夫が必要です。燃料電池はそういう工夫の上に成り立っています。

この回答への補足

なお、実験後の2個側の電池はともに1.44Vを示しました。
1個側は電池の-極部分が破損しています。なぜか1.7V程度を示しました。

電池は全て新品を使っています。事前に電圧のチェックをしていなかったのは私の手落ちでした…。

補足日時:2008/02/10 01:40
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この回答へのお礼

実際に電池と豆球を買ってきて実験してみました。

・電池1個と豆電球1個…0.18~0.19A
・電池2個直列と豆電球1個…0.26A
・電池(+ -)(+ -)(- +)と豆電球1個…0.17~0.18A

でした。
電池(+ -)(+ -)(- +)と電池1個はほぼ同じ電流が流れました。
私の記憶違いにより混乱させて申し訳ありません。小学生のときにした記憶で「かすかに点灯した」と書いてしまいました。


本題の電池1個-2個並列ですが、豆電球の明るさは電池2個直列と同じくらいでした。
電流を測定しようとしましたが、1個側の乾電池から異臭がしたため実験を中止しました。その後、1個側の乾電池から液漏れも確認しました。

お礼日時:2008/02/10 01:34

まず質問者の質問から:


電池二つを並列につなぎ、その組み合わせ電池に直列に1Ωの抵抗をつなぐ
抵抗には2Vかかりますから、2A流れます。

#13方は何か勘違い(思い込み)がある。
実際に実験されると良い。
マンガン乾電池を例にとると、正極が炭素、負極がZnです。内部は電解液・・紙・綿に沁みこませたり・糊状にしてあって、外部への漏れが極小になるよう工夫されています。
これは電気を楽々通す良導体であって絶縁体ではありません。電位差を与えれば順方向であろうが、逆方向であろうが、電気を流します。
ただ、化学変化で順方向に1.5V(この質問では1V)の起電力を発揮するだけです。
この1Vの電池に2Vの逆電圧がかかりますから、いとも簡単に電気を通します。外力2Vに対し自身の起電力1Vが抵抗しますので、差引1Vの「電圧」がかかり相当分の「電流」が流れます。
ただマンガン電池の場合、化学反応は可逆ではありませんから、加えられた電力量(W)は化学エネルギーとして蓄積されませんので、相当量が発熱することになります。
短時間の発熱が爆発ですから、その差さえ押さえておけば、「爆発」は間違いではありません。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
実際に実験してみました。#17をご覧下さい。

お礼日時:2008/02/10 01:35

質問者様へ


(+-)(+-)(-+)とつないだ電池と豆球で調べられたということですが#14様から「電池は全部新しかったか」という質問が出されています。一応確めておく事柄だと思います。別にテスターのようなメータは必要がありません。電池1つずつで同じように豆球が点灯することを確めておけば充分です(チェック1)。ついでにこの接続実験をやられた後の電池について1つずつで点灯実験を繰り返しておくと完璧になります(チェック2)。

どれくらいの時間接続していたのかも押さえておくといいでしょう(チェック3)。多分、分のレベル以上で接続していたことだろうと推測しています。これは#14様が「短時間電圧をかけた」と書いておられることと突き合せが出来るようになるためのチェックです。「短時間とはどの程度か」が書かれていませんので情報があいまいになっています。それを補うことが出来ます。一次電池も逆反応は可能です。電池内の化学反応はほとんど逆反応が可能です。ただ持続的に起こるような構造にはなっていないのです。電極のそばにある物質はほぼ平衡状態に近い状態で存在しています。どちら側にも動くのです。化学便覧の電池の項を見ると「一次電池とは正極、負極、電解液、隔膜、容器などの電池構成要素を用いて放電のみの適正を最大限に発揮できるように工夫され、システム化された化学電池をさす」と書かれています。
#12で「一次電池は反応が一方的で放電しか出来ない」と書かれています。これだと逆反応は起こりえないという理解になります。皆様こういう理解のようです。でも「逆反応は可能だが構造上起こりにくくなっている」ということです。「放電しか出来ないもの」ではなくて「放電という能力だけを最大限に発揮できるように工夫されたもの」なのです。
新しい電池で1.7A,古い電池で0.5A流れたということですがそれだけの逆反応が起こったということになります。副反応も一緒に起こっているでしょう。古くなったということは電極付近の反応物質が反応によって消費されてしまい充分な電圧が出せなくなっているということですから逆反応も当然新しいときに比べて起こりにくくなっています。今まで書いてきたのは「反応が起こらなければ電流は流れない」ということです。流れればそれに対応する反応があるのです。
1.7Aの電流がどれくらいの時間持続するのかは知りたい所です。
新しい電池(単3)を順方向で使うときでもこの大きさの電流を1時間流すことは難しいと思いますから逆反応が持続して起こる時間はかなり短いものだと思います。どれくらいの時間で1.7Aが0.5Aに下がるのか知りたいところです。

チェック2でもし明るさにほとんど差がなければ#12で「逆向きに電圧をかけられた電池はかけられた時間が短時間であるにしろ焼損されている」と書かれていることが否定される事になります。

カセットラジオなどで電池を入れ替えるときにウッカリ逆向きに入れるというのは起こりうることです。スイッチを入れて「鳴らない、おかしい」ということで調べたら逆に入っていたということが分かるのです。もし逆向きに電池を入れることがそれほど危険なことであるのであれば電池ホルダーの構造がそういう入れ方を排除するようになっていなければいけません。小学生でも触る機器です。筒状のホルダーに入れるタイプなどでは起こる率が高いです。
電池とカセットラジオを両方作っているメーカーがほとんどですから危険ですから入れないようにと片方で言いながら同じ会社の製品には対策が取られていないというのはおかしいことです。電池ホルダーのなかに注意が書かれているだけで構造的な対策はとられていません。このことから考えても電池を逆向けに入れると爆発するというのには「?」がつくと思います。
事故があったかもしれませんが本当にどういう事情の事故であったか、その理由は何かがきちんと究明されずに全てを「逆向きに入れたからだ」としているように思えてなりません。調べるにしても「対応する反応がなければ電流が流れない」ということが踏まえられていなければ本当の事故の原因は分からなくなると思います。予測の難しい製造上の理由で起こっているのかもしれないのですから。
液漏れにしても予測不可能です。ある時間経過すれば必ず起こるというものでもありません。パッケージに入った電池の一部が液漏れを起こしているというのはよくあることです。さらに時間が経過すれば全ての電池で起こるということでもありません。手元に賞味期限から5年たってしまった単3アルカリ乾電池の2本セットのパッケージがあります。未使用です。片方は液漏れを起こしてさび付いています。もうひとつの電池の外観はなんともありません。

電池は小学校でもよく使います。教室のあちこちでどんなつなぎ方をしているかは予測のつかないことです。何でもやっています。それでも大して危ないことが起こらないから子供に触らせることが出来るのです。本当に危なければ文部省から通達が出るはずです。教卓での演示以外は禁止になるはずです。
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この回答へのお礼

実際に実験してみました。#17をご覧下さい。

(+-)(+-)(-+)について
チェック1→電池は全て新品を利用しました。
チェック2→実験を行ってからこの書き込みを見させていただいたので、そこまではできませんでした…。しかし、特に変わったところは見られなかったと思います。
チェック3→数分の間豆電球を点灯しています。

お礼日時:2008/02/10 01:48

 どうも本題からずれてますね。

質問者は1.5Vの乾電池を3個買って 、1個の1.5Vと2個直列の3.0Vを繋いで抵抗も1Ωでなく100Ω位繋いで実験したらどうですか。ただ1.5Vと2Vを並列に繋ぐと大きな電流が流れるのでこれも100Ωくらいで繋いで実験した方がいいでしょう。
 それで疑問点があれば、質問すればいいと思います。
電池を+-、+-、-+に繋いで豆球が暗かったとありますが、各電池は単体では1.5V程度の電圧がありましたか、1つでも古い電池があると、くらいです。
 私は1.5Vの乾電池に1.7Vの電圧を短時間かけて実験しましたが電流1.7A程度流れました。しかし古い電池に同じ電圧をかけると0.5A程度しか流れませんでした。
 
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この回答へのお礼

あ、大きな抵抗を買ってくればよかったのですね。気づきませんでした。

(+-)(+-)(-+)の件は私の記憶違いだったようです。小学生のときの記憶でしたので…申し訳ありません。しっかりそう書いておくべきでした。
#17のお礼欄に実験結果を書いていますので、ご覧下さい。

お礼日時:2008/02/10 01:55

#12様


#10,11です。

充電器というのは#9で一次電池用の充電器の話が出てきたからです。
今問題になっているのは電池で電池を充電する場合ですから場面が異なるというのを書きました。

>1Vの電池に流入する電気エネルギーは熱エネルギーとなり電池を焼損します。運が悪く短時間で焼損すれば、爆発と言います。

私が書いてきたのはこの文章で言われているものが本当だろうかと言うものです。「電池に流入する電気エネルギー」と書かれていますが電圧がかかるということと電流が流れるということは同じではありません。
かけられた電圧で起こる反応がなければ電流は流れない、その場合は電池は絶縁体と同じであると書きました。電流が流れなければ発熱も電力の消費もありません。逆反応や副反応がないのであれば電流は流れないはずです。コンデンサーに電圧をかけているようなものです。

#12様をはじめ皆様が反応とは無関係に電流は流れるとされているようです。したがって皆様の考え方の流れは「一次電池でも二次電池でも電流は流れる、二次電池ではその電流が充電に使われるから問題にはならないが二次電池ではその電流が内部抵抗によって熱に変わるので危険である」となると思います。この最初の所が違うことになります。私の言っていることとの違いが分かっていただけますでしょうか。

質問者様が(+-)(+-)(-+)という接続で豆球を点灯させています。かすかについたということです。これは間に抵抗が入っていますが電池の接続で言うと質問文の内容と同じです。
逆向きの電池は豆球の抵抗よりも大きな抵抗として働いています。そういうわずかな電流しか流れないような反応しか存在しないのです。内部抵抗だけの問題であればもっと明るくつきます。(これも既に書いたことです。)

反応がなければ電流が流れないという例として食塩水に電圧をかけた場合を書いたのですが読んでいただいていないようですね。
電池や電気分解で流れる電流が酸化・還元反応に伴って起こる電子の移動によるものであること、したがってそういう反応が起こらなければ電流は流れないということはどの電気化学の本にも書いてあることです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
実際に実験してみました。#17のお礼欄をご覧下さい。

お礼日時:2008/02/10 02:15

話が大混乱



#10の発言は何か勘違いがあるようです。
電池には無限と言ってよいほど種類がありますが、化学反応を利用して電気エネルギーを授受する形式で言うと、
一次電池の代表例としてマンガン電池が二次電池の代表例として鉛電池があります。
一次電池は反応が一方的で放電しか出来ないもの
二次電池は反応が両方向で放電・充電が可能なもので、蓄電池と言われることも多いです。
充電器とはどういう脈絡で現れたのか不明ですが、放電時と逆方向に電流を流すことにより電気エネルギーを化学エネルギーとして蓄積することを充電(蓄電)と言います・・充電器とは全く意味が違う。
質問者の電池が両方とも鉛電池なら2Vの電池の化学エネルギーは電気エネルギーとして取り出され、一部は抵抗に、一部は1Vの電池に流れ込み、抵抗では熱エネルギーに変わり、1Vの電池では化学エネルギーとして内部に蓄積(充電)されます。
マンガン電池の場合は、何人もの回答者が説明されているように、1Vの電池に流入する電気エネルギーは熱エネルギーとなり電池を焼損します。運が悪く短時間で焼損すれば、爆発と言います。
電池の種類、電圧等で焼損時間はさまざまですから、何時間での問いにはイロイロあります、としか答えようがありません。
マンガン電池この程度の場合には秒の単位では、爆発はしませんが、電池が焼損(傷つく)していることには変わりありませんので、このような使い方はしてはいけません。
又、充電は危険なものではありません。キチンとルールを守って取扱えば何の問題もなく、今流行のインバーターはこの充電可能な電池と組み合わせることにより、単なる周波数変換以上の様々な用途に利用されているのはご存知のとおりです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
実際に実験してみました。#17のお礼欄をご覧下さい。

実験はアルカリ乾電池で行っています。実際に電池を焼損しました…。

お礼日時:2008/02/10 02:14

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それを踏まえて、私なりの解釈を考えました。
私が小学生の頃は、『電圧』と『電流』と『電気の強さ』と『電気の量』という単語を使っていたような気がします。
イメージは、山の川を想定します。その川には上流にダム、下流に水車があります。
この時に、『ダムの貯蓄水は電気の量』、『水車の回転は...続きを読む

Q電圧の微妙に違うバッテリーを並列に接続した場合、片方が充電されるのですか?

デジタルマルチメーターで計測した電圧が12.6Vと11.8Vのバッテリーを
並列接続した場合、11.8Vのバッテリーは充電されますか?

このとき、問題になることは、ありますか?
バッテリーは、密閉式の鉛シールドバッテリーです。

専用充電器があるのですが、19V程度の電圧で充電するそうで、機器に悪影響を及ぼすので、
毎回バッテリーをはずすのですが、結構手間なので、充電器の代わりにバッテリーが使えたら
と考えております。

Aベストアンサー

回答NO.2です。メーカ名、バッテリー型名と充電器型名が分かりましたので以下に回答の補足をします。

>メーカー:GSユアサ
>バッテリー:YTZ14S
>充電器:BC-12-T

まず、バッテリーの仕様は 充電電流:1.1A、充電時間:5~10H、バッテリー容量:11.2Ah
そして充電器、BC-12-Tの取説(http://tokki.gyid.gs-yuasa.com/DL/data_pdf/t_BC-12-T.pdf)より、
 充電器の動作(充電過程)は取説より
  充電開始 ⇒ (1.充電初期)モードⅠ開始 ⇒ (2.充電中期)2時間後、モードⅡへ移行し充電継続 ⇒ (3.充電終期)タイマー動作 ⇒ (4.充電官僚)2時間後、充電停止
 となっています。
  一方、この充電過程で、モードⅠとモードⅡは「定格と仕様」の表より、
     モードⅠ:DC20V 0.3A (充電開始から2時間限定のモード)
     モードⅡ:DC14.4V 1.2A
 と定義されてます。ご質問で「19V程度の電圧で充電するそうで」とありますが、これは モードⅠの仕様:DC20V 0.3A からそう言われてるんだと思います。
実際に充電器をバッテリーに接続して充電を行う場合。バッテリーのインピーダンスはとても低いので、バッテリーの電圧は充電電流が0.3Aと小さいため、充電電流によってはバッテリー電圧は殆ど上昇しません。ですからモードⅠの充電過程では充電開始から電流0.3Aでゆっくり充電され、バッテリー電圧も11V(容量が空の状態に相当する電圧)からスタートして2時間後に12V程度まで上昇するだけです。19Vはバッテリーが完全におかしくなってなければ起こり得ない電圧ですから心配する必要はありません。
 また、バッテリーを外すのはバイク側で何らかの原因で電流が漏れてると充電器からバッテリーに所定の充電電流が供給されなくなってしまう心配があるためそういう注意があると思います。バイクのキーを切った状態でバッテリーからバイクへ電流が漏れてないことを確認できればわざわざバッテリーを外す必要はありません。

回答NO.2です。メーカ名、バッテリー型名と充電器型名が分かりましたので以下に回答の補足をします。

>メーカー:GSユアサ
>バッテリー:YTZ14S
>充電器:BC-12-T

まず、バッテリーの仕様は 充電電流:1.1A、充電時間:5~10H、バッテリー容量:11.2Ah
そして充電器、BC-12-Tの取説(http://tokki.gyid.gs-yuasa.com/DL/data_pdf/t_BC-12-T.pdf)より、
 充電器の動作(充電過程)は取説より
  充電開始 ⇒ (1.充電初期)モードⅠ開始 ⇒ (2.充電中期)2時間後、モードⅡへ移行し充電継続 ⇒ (3...続きを読む

Q電池を直列につなぐと電圧が上がるのはなぜ?

電池を直列につなぐと電圧が上がるのはなぜなのでしょうか?
下記のページ等を見て
http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/denchi1.html
電流がなぜ流れるのかはだいたい理解できましたが、2つ電池をつなげても
倍の電流が流れるとは思えません。
何かわかりやすい説明をしているサイトなどあったら教えてください。

Aベストアンサー

こんにちは

電子の流れを考えてみると、意外と簡単かもしれませんよ。
実際の反応とは、ちょっと違うかもしれませんが・・・
繋がっている、ということは、それぞれ単独で反応しているのではないということです。

たとえば、ある単位時間に、1つの電子を流す(受け渡す)電池があるとします。
直列につないだ場合、たとえば基点となる電池Aの+から電子を1つ放出したとします。-から電子をうけっとた電池Bは、電子による反応と自身のイオン化傾向の差により、+から2つの電子を出すことになります。
電池Aは-から電子2個を受け取り、1つは反応の完成に使われ、1つは新たな反応に使われ、さらに自身のイオン化傾向の差から1つの電子、計2つの電子を放出します。
次に電池Bも電子がひとつ足りない状態なので、うけっとた2つの電子のうち1つを反応の完成に、1つを新たな反応に使い1つの電子を放出して、さらに自身のイオン化傾向の差から1つの電子を放出するので、電池Bの+から電子2つが放出されます。
これ以降は繰り返しですので、単位時間に1つの電子を受け渡すことのできる電池を直列すると、2つの電子の受け渡しを行う、ということになり、2倍の電圧、2倍の電流になるわけです。

電池AのZn極で、まず、イオン化傾向の差から、電子が2つ放出されたとします。
  Zn → ZnII++2e- ・・・ (1)
放出された電子は、電池BのCu極で、
  CuII++SO4II-+2e- → Cu+SO4II- ・・・ (2)
そうすると、電池BのZn極で
  Zn+SO4II- → ZnII++SO4II-+2e-
  また、自身のイオン化傾向の差から、
  Zn → ZnII++2e-
  合計4つの電子を放出することになります。・・・ (3)
電池AのCu極に、電子4つが受け渡されますが、(1)の状態では、電子は受け渡された(放出された)という前提ですので、水溶液中の負の電荷が2つ不足している(電子が2つ少ない)ことになります。そこで2つは補充のように使われ、残りの2つから(2)~(3)のようになり、後は繰り返し・・・
という感じだと思いますが・・・
最初に、「電子の流れ」と書いてしまいましたが、実際は受け渡されるよる様なものなので、受け渡しと考えたほうがわかりやすいかもしれません。

こんにちは

電子の流れを考えてみると、意外と簡単かもしれませんよ。
実際の反応とは、ちょっと違うかもしれませんが・・・
繋がっている、ということは、それぞれ単独で反応しているのではないということです。

たとえば、ある単位時間に、1つの電子を流す(受け渡す)電池があるとします。
直列につないだ場合、たとえば基点となる電池Aの+から電子を1つ放出したとします。-から電子をうけっとた電池Bは、電子による反応と自身のイオン化傾向の差により、+から2つの電子を出すことになります。
電...続きを読む

Q合成電圧?

一般に、合成抵抗は「積/和」で求められることは知っていますが、
ふと、「じゃあ、合成電圧は?」と思い、質問させていただきます。

乾電池2個と、乾電池1個の合成電圧を求める方法とか、あるのでしょうか。
ご存知の方いらっしゃいますか?
(あまり、こういう質問は見かけたことがありませんが・・)

Aベストアンサー

電圧と起電力は異なる概念ですから、ご注意下さい。

ご質問されているのが、「異なる起電力をもつ電源2つを並列につないだときに現われる端子間電圧」のことでしたら、以下のようにお答えすることができます。(No.1の回答を一般的に書いただけですが)

(R1V2+R2V1)/(R1+R2)

ただし、電源1の内部抵抗をR1,起電力をV1、電源2の内部抵抗をR2,起電力をV2 とします。

起電力というのは、実は、電磁気(電気回路)の世界から少しはみ出すところがある概念です。電源という回路要素を、電圧発生部分と内部抵抗に分けて考えるのは、これを、何とか回路の世界に押し込めて考えるための便法とお考え下さい。

Q並列つなぎで乾電池を逆向きにつなぐと、豆電球がつかない理由を教えてください。

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。

Aベストアンサー

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

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...続きを読む

Qバッテリを直列に接続すると容量はどのように計算するの

バッテリの容量は
容量[Ah]=電流[A]×時間[h]
です。

電荷で考えて
電池はコンデンサなので
Q=CV
です。

コンデンサを2つ直列に接続すれば容量の計算は
1/( 1/Q + 1/Q)=Q/2
です。

並列に接続すれば
Q+Q=2Q
です。

質問1
例えば
1.2[V]のセルが20個の24[V]で容量40[Ah]のバッテリがあります。
これを直列に接続すると容量[Ah]と電圧はいくらになりますか?


電圧は2倍の48[V]になるでしょ?

容量は40[Ah]の1/2の20[Ah]になるのですか?
しかし、電流の大きさがかわらないので容量が減るのはおかしいですよね?

Q=CVより
電圧が2倍になるのでQも2倍になり容量は同じになるのですか?

・バッテリを直列に接続すると電圧は2倍になると考えています。容量はどのような計算式ですか教えて下さい?

・バッテリを並列に接続すると容量は足し算と考えて間違いないでしょうか?


質問2
バッテリのセルはケース内で直列に接続されています。
上記の例のバッテリのセル1つの容量は
44[Ah]/20セル=2.2[Ah]にはならないような気がするのですが・・・
バッテリ本体の容量とセルの関係について教えて下さい。

簡単に考えてしまうと、
電圧を半分の大きさにしたいときはセルの10個にすればいい。
容量や、最大瞬間電流は半分になる気が最初はしていたのですがどうもおかしいと思っています。
どのような考え方ですか教えてください。

バッテリの容量は
容量[Ah]=電流[A]×時間[h]
です。

電荷で考えて
電池はコンデンサなので
Q=CV
です。

コンデンサを2つ直列に接続すれば容量の計算は
1/( 1/Q + 1/Q)=Q/2
です。

並列に接続すれば
Q+Q=2Q
です。

質問1
例えば
1.2[V]のセルが20個の24[V]で容量40[Ah]のバッテリがあります。
これを直列に接続すると容量[Ah]と電圧はいくらになりますか?


電圧は2倍の48[V]になるでしょ?

容量は40[Ah]の1/2の20[Ah]になるのですか?
しかし、電流の大きさがかわらない...続きを読む

Aベストアンサー

 こんにちわ
 あなたには電気の基本が必要と思われますので、お話ししましょう。面倒くさいのでわざわざ話してくれる人がいないものです。誤解されないように話しますので、少しくどくなりますよ。

 先ず、電池とコンデンサーは全く違う世界のものです。

 コンデンサーは、二枚の金属板の間に絶縁物をはさんでおいて極板としたものです。電極板を接触させなければ、円筒状に丸めても構いません。乾燥した空気(95%以上窒素と酸素の混合したもの)も絶縁物になります。

 絶縁物(誘電体とも言う)でさえぎられた両金属板(金属の定義は自由電子が自由に飛び回っている物のこと)に、常時発電し続けている電源(発電機や電池、時には摩擦電気でも良い、フランクリンの様に雷雲でも良い)の+とーを接続してやると、電極板に+とーの電荷が絶縁物にさえぎられているので流れていって中和できず、吸引しあって、(丁度、織田信長軍と、徳川家康軍が川をはさんで対峙している様に)溜まったままになる構造のものです。このとき電源電圧と同じ電圧になるまで、電気が(電流の元になる電子が)溜まります。
 電気=電荷、が溜まると電極板間の電圧が上昇するのが科学で突き止めた自然現象です。
 
 計算の詳細は省略します。
 
 コンデンサーの両極に電線を接続してマブチモーターを回し電流を流すと、溜まった電子が相手+電極に流れて順次中和し刻々減って行きます、最後に電荷が0になってしまいます。コンデンサーには電荷製造能力がないからです。
 これに対し、電池は、喧嘩相性の良い物質を探り当て(組みあわせは無限にあるのを探り当てその構造を工夫するのに各国、各大学、各会社、・・が発見に懸命です。燃料電池などと消費者用に適当に名前を付けています、水素電池、空気電池の方がよいと思うのですが)
 の反応を利用して、電流の素になる電子を分離して作り出しているのです。
 電流の元を作れる(化学反応他の手段で)電池と言えども、電流が流れて相手+電極に流れ着くと、中和して電子の出ない安定化合物に変化してしまいます。
 電気的に安定物質に変化した化合物には、充電と言う操作で引き千切り、鉛電池(バッテリー)の様に元の反応物質に戻せるものと、戻せないものがあります。


 このように、電池には寿命があります。つまり、製造した電池には反応物質に限度がありますから、5時間継続してほぼ一定電流流し続けられる電流は何アンペアか、10時間一定に流し続けられる電流は何アンペアか、を実測して、5時間率、とか10時間率とか、業界で用語を作り、使用電流が大きいと寿命が早いと言う消費者の目安にするわけです。

 電池の電圧が下がってきたら、反応物質がなくなってきた訳ですが、電気的には、電池の内部抵抗が大きくなったなどと、★内部抵抗と言う等価的な考えを取り入れ、電気回路で割り切る事もします。
 
 ★容量と言う言葉を色々な分野で使いますが。
英語のCapacity(キャパシティー)です。人間の度量、寛容度?、★静電容量(電圧x電気量これは計算に必要な値を並べただけの取り決め、定義)。
 ★電流容量ーー電流を流せる能力の意味
 トランス、発電機の容量でも、使用電圧(定格電圧などと言う)x発熱を考えて長時間連続して流せられる電流(定格電流)などです。

 電池を直列接続しても電流の出口は1個の電池と同じ、つまり、電流能力はIAのまま。
 電圧の+記号は電気の高さが高い方という意味の★「高」の文字-記号は★「低」の文字と考えて扱うとどんな場合も間違いを起こしません。誰もはっきり話してくれませんね。私の事実に基ずく記憶の仕方です。電圧の場合ですよ。
 すると、直列接続の場合、+2V-+2V-2V-+2V-は、高2V低高2V低高2V低高2V低となり、
安心して、山の高さを足し算できるし、さかさまに接続したのが有っても、計算できます、枝分れした接続でも。
 電池の並列接続の場合は電極板の出口が、2倍になったと考えるのが、科学的であり、事実でもあります。
 電流容量(放出能力)は、2I[A]。3個並列なら、電流容量(放出能力)は、3I[A]。

全体の容量(平均能力)は、計算に必要な電圧と電流を並べて、4個直列の場合=2x4VxIA。
 3個並列接続の場合=2Vx3IA

 誤解されないための、注意、全体の容量(平均継続能力)は、計算に必要な電圧と電流を並べただけと言いまし
たが、一応意味はあります。それは、

 電気は電圧を加えて電流を流して仕事をさせているわけですから、丁度、あなたが力を出して、バッテリーがあがった車を動かして仕事をしているのと同じ考え方をして、
電気にしてもらった仕事なので、電力と名付け、蒸気機関車を発明して大きな仕事が出来るようにしてくれたワット氏の名前を頂いて、電気の仕事の単位をワットにしているのです。仕事をしたかしないかが、私たちの最終目的ですからね。そうでしょう。
 それで電圧と言う力を出して、1秒間に動かした電子の粒の数=電流を掛け算したVxI=VIを容量といったり
時には電力と言うわけです。
 その使い分けは、よく見ると分かります。
 計算式、は以上の様に、考え方が先で、それを数式にするだけなのです。

 数式以前の基本的考え方の方が、基本であって、これで分かった分からないが決まるわけです。
 言葉の定義ですね。


 科学知識は、全て言葉の定義を覚えると、全部理解できてしまうのです。計算式も同じ。・・・・。です。


 

 こんにちわ
 あなたには電気の基本が必要と思われますので、お話ししましょう。面倒くさいのでわざわざ話してくれる人がいないものです。誤解されないように話しますので、少しくどくなりますよ。

 先ず、電池とコンデンサーは全く違う世界のものです。

 コンデンサーは、二枚の金属板の間に絶縁物をはさんでおいて極板としたものです。電極板を接触させなければ、円筒状に丸めても構いません。乾燥した空気(95%以上窒素と酸素の混合したもの)も絶縁物になります。

 絶縁物(誘電体とも言う...続きを読む

Q起電力12V、内部抵抗2Ωの電池がある。

起電力12V、内部抵抗2Ωの電池が2個ある。
1)この電池2個を直列につないで、11Ωの抵抗線に電流を流すと、
  いくらの電流が流れるか。このとき電池1個の端子電圧はいくら   か。
2)この電池を2個並列につないで、11Ωの抵抗線に電流を流すと、
  いくらの電流が流れるか。このときの電池1個の端子電圧はいくら
  か。
1)については直列なので、24Vでいいでしょうか?そうすると、
  I=24/15=1.6A
  V=E-rI=24-4×1.6=17.6V  これでいいんでしょうか?
2)は並列なので起電力は12Vでいいんですか?

Aベストアンサー

1)この電池2個を直列につないで、11Ωの抵抗線に電流を流すと、
  いくらの電流が流れるか。このとき電池1個の端子電圧はいくら   か。

 まずは電池が直列ですから起電力は
 12V×2=24Vとなります
 
 全体の抵抗は内部抵抗2×2+11=15Ω
 したがって流れる電流はI=24/15=1.6A

 さてここから12V電池の内部抵抗に何ボルト掛かるのでしょか

 1.6A×2Ω=3.2V
 では実際の電池端子電圧は12V-3.2V=8.8V←1個あたりだよ

2)この電池を2個並列につないで、11Ωの抵抗線に電流を流すと、
  いくらの電流が流れるか。このときの電池1個の端子電圧はいくら
  か。

  電池が並列なので とき方は何と通りがあります
  流れる電流を出します
  合成抵抗は並列で2Ωですから
  2/2+11=12Ωとなります

  流れる電流は
  12V/12Ω=1Aです

  
  1Aで1Ωなので合成の電池内部抵抗の電圧は1V
  したがって
  12-1=11V

  他のとき方
  流れる電流は1Aですしたがって電池1個当りは0.5Aです
  したがってここの電池の内部抵抗の電圧は
  0.5A×2Ω=1V
  12-1=11V

  ですね
 
 
 
 
 

1)この電池2個を直列につないで、11Ωの抵抗線に電流を流すと、
  いくらの電流が流れるか。このとき電池1個の端子電圧はいくら   か。

 まずは電池が直列ですから起電力は
 12V×2=24Vとなります
 
 全体の抵抗は内部抵抗2×2+11=15Ω
 したがって流れる電流はI=24/15=1.6A

 さてここから12V電池の内部抵抗に何ボルト掛かるのでしょか

 1.6A×2Ω=3.2V
 では実際の電池端子電圧は12V-3.2V=8.8V←1個あたりだよ

2)この電池を2個並列につないで、...続きを読む

Q豆電球の明るさが並列回路の方が明るいのはなぜですか?!?

並列回路と直列回路を比べたとき,並列回路の方が豆電球が明るくなるのはなぜですか?
そのとき豆電球と乾電池は同じものを使いました。
教えて下さい!!回答よろしくお願いします!!

Aベストアンサー

豆球を並列にして電源に繋ぎますと、豆球それぞれに電源の電圧がかかりますから豆球1個の時と同じ電流がそれぞれに流れて光ります。豆球を直列にして電源に繋ぎますと、直列の豆球の合成抵抗は豆球1個の時の2倍になります。豆球直列の両端には電源の電圧がそのままかかりますが、豆球1個には電源電圧の半分の電圧しかかかりません。つまり豆球直列の場合には同じ電源に繋いだ豆球1個の場合に比較して流れる電流が半分にしかなりませんのでその分暗くなります。オームの法則で全て理解できる事ですので良く考えて下さい。


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