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電気回路を勉強しているのですが、参考書を読んでいると、「開放電圧」という言葉が説明なしに使われているのですが、これはどういう電圧のことなのでしょうか?

よろしくお願いします。

A 回答 (3件)

こんばんは。



出力端子に何もつないでいないときの、出力端子の電圧のことです。

出力端子の電圧は、理想的に、何を接続しても同じ電圧であればよいのですが、
実際は、つなぐものによって影響されます。

内部抵抗が非常に高い、理想的な電圧計で測ったときの電圧が開放電圧である、という考え方でもよいです。
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理想的な電源は内部抵抗がゼロオームなので、どんな付加をつないでも電圧は変わりません。



でも実際には内部抵抗が存在し、負荷を接続するとその内部抵抗を流れる電流で電圧降下を起こし(オームの法則)、観測される電圧はその分、低くなります。

そのために端子間を開放(負荷を接続しない)したときの電圧を開放電圧といいます。
これは、対象とする回路を理想電圧源(開放電圧)と内部抵抗を直列接続したものとして考えます。

これに対し、回路を理想電流源(内部抵抗無限大)と内部抵抗の並列接続とみなして、『短絡電流』という考えもあります。
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ある回路網に於ける構成素子両端の、その構成素子を外したときの電圧です。


で、判りましたか? なお不明であれば、「開放電圧」で検索してみてください。
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>Sを閉じるとなぜSと並列の抵抗は無視してよいのか?

この状態を短絡(ショート)といいます。
電流は抵抗に流れず、スイッチの方に全部流れます。
なので、Sと並列の抵抗はあってもなくても電流が流れないので意味がないのです。
もちろん、両端の電圧もゼロボルトです。

>Va-bを求めるときのどこを用いて上記の式に至った?

上で言ったように、Sを閉じると、その並列に繋がっている抵抗は無視でき、短絡状態になるため、図2は間違ってます。
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したがって、I[A]=100/(30+30)
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さらに、Vabは、Rabがないのと同じですから、画面縦方向にある30Ωの抵抗の両端を測定していることになります。
したがって、
Va-b=30[Ω]×I[A]=30×(5/3)=50[V]
となります。

>Sを閉じるとなぜSと並列の抵抗は無視してよいのか?

この状態を短絡(ショート)といいます。
電流は抵抗に流れず、スイッチの方に全部流れます。
なので、Sと並列の抵抗はあってもなくても電流が流れないので意味がないのです。
もちろん、両端の電圧もゼロボルトです。

>Va-bを求めるときのどこを用いて上記の式に至った?

上で言ったように、Sを閉じると、その並列に繋がっている抵抗は無視でき、短絡状態になるため、図2は間違ってます。
Sのあったところの抵抗は、線だけになります。

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Q等価回路がわかりません

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seipironその2です
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---◯
|
R/2
|
E/2
|
---◯

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。
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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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Q太陽電池の並列接続と直列接続

タイトルのとおりです。
太陽電池の並列接続と直列接続の違いはどういうことですか?
もちろん接続法の違いは分かるのですがそれぞれ並列接続するとどうなるか、直列接続するとどうなるか教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

太陽電池1セルあたりの電圧は0.45V位です。
並列接続の場合、電圧0.45V、電流は面積に比例して流れます。
直列接続の場合、電圧は0.45V×直列段数、電流は単位セルの面積に比例して流れます。
通常は負荷となるものが数V以上必要(電子回路の場合は3V、5V等、鉛電池の場合は6V、12V等)なため、所望の電圧値になるように太陽電池を直列接続にして使います。
直列接続にした場合、そのうちの一つのセルが陰になった場合、太陽電池はまったく発電できません。例えば、一つのセルが葉っぱで半分しか光が当たらない場合は全体の出力も半分になってしまいます。
それに対して、並列接続の場合は陰になっている部分以外は出力できます。太陽電池面積の1割だけ光が当たらない場合は9割の出力が可能です。
ただし、出力電圧が0.45Vなので昇圧しないと使えません。そして電圧が低い分大きな電流が流れることになります。
昇圧するにしても昇圧回路までにたどり着くまでの損失は抵抗×電流^2になりますので、昇圧回路を太陽電池のすぐ近くに置く等の工夫が必要となります。また、普通の昇圧回路では効率が悪いため、マルチフェーズなど手の込んだものが必要となってきます。
回路のコストがかかっても、陰に対してのリスクを軽減する必要がある用途があれば使われる手法かもしれません。

太陽電池1セルあたりの電圧は0.45V位です。
並列接続の場合、電圧0.45V、電流は面積に比例して流れます。
直列接続の場合、電圧は0.45V×直列段数、電流は単位セルの面積に比例して流れます。
通常は負荷となるものが数V以上必要(電子回路の場合は3V、5V等、鉛電池の場合は6V、12V等)なため、所望の電圧値になるように太陽電池を直列接続にして使います。
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