ちょっと変わったマニアな作品が集結

理科の問題集を解いていて、こんがらがってしまいました。

「電熱線は、抵抗の値が大きくなるほど熱くなる」
授業で先生がそのようなことを言っていたのですが、それを前提とすると???となります。

電熱線がより熱いというのは、より電力が大きいということですよね。
しかも、抵抗も大きい、ということなのでしょうか?

しかし、抵抗が大きいということは、その分電流が小さくなるので、
電流×電圧で表される電力は小さくなってしまう気がします。

冬休みに入ってしまい、学校の先生に会えないまま、
新学期にはすぐに実力テストもあるので、困っています。

説明がへたくそで伝わりにくいかもしれませんが、
分かったら教えていただけたら幸いです。よろしくお願いします。

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A 回答 (7件)

えっとですね、


前提条件が不明なので、先生の間違いも有るかもしれないですが、説明してみます。

消費電力と熱量が比例関係なのは御存じの様なので、消費電力について
お話しします。

消費電力の式は色々有りますがここではI×I×Rで説明します。
I=電流 R=抵抗

恐らく先生の前提条件と、質問者さんの前提条件の違いで混乱したんだと思います。

先生の説明では定電流回路での説明です。
質問者さんの解釈では定電圧回路での解釈です。

定電流回路においては電流が一緒なので、抵抗値が高い方が使用電力が大きいと言えます。 
I×I×Rの部分のIが一定でRだけが大きくなるのですから。

逆に定電圧回路においてはオームの法則により、抵抗値が上がればそれに反比例して電流値が減少し、結果電力量も減少します。
I×I×Rの部分のRは増えるがそれに反比例してIの部分が減少するので最初の抵抗値から増加した抵抗値に反比例して電力量が低くなります。
だから抵抗が10倍になれば使用電力は10分の1になります。

先生の説明が正しければ、この様な前提条件の違いです。
実際本当の所は先生に確認するしかないですけどね。
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この回答へのお礼

単純に、前提が違っていたみたいです。

ありがとうございました。

お礼日時:2009/01/01 22:49

>「電熱線は、抵抗の値が大きくなるほど熱くなる」



「電流が同じなら・・・」という条件が抜けていますね。
「電圧が同じなら・・・」質問者さんの考えが正しいです。

>しかし、抵抗が大きいということは、その分電流が小さくなるので、
電流×電圧で表される電力は小さくなってしまう気がします。

オームの法則をしっかり理解していらっしゃるようです。
安心してテストに臨んでください。
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この回答へのお礼

電流と電圧のどちらを一定にするか、
と言う根本的なところが違ったのですね。
ありがとうございました。

お礼日時:2009/01/01 22:31

例えば


100ボルトの電源に1オームと100オームの抵抗を直列につなぎます
ここに流れる電流は
I=100/101→約0.99アンペアです
1オームの抵抗の両端の電圧は
E=0.99*1→約0.99ボルト
100オームの抵抗の両端の電圧は
E=0.99*100→約99ボルト
0.01ボルトの誤差は端数を切り捨てたため
次に二つの抵抗を並列に繋ぎます
100オームの抵抗の電流I=100/100→1アンペア
1オームの抵抗の電流I=100/1→100アンペア
これでそれぞれの抵抗が消費する電力を計算してみてください
あなたは並列に繋いだときと直列に繋いだときを同じ考えで計算していますね
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この回答へのお礼

具体的によく分かりました。
よく覚えていませんが、確かに先生は直列での話をしていた気がします。

ありがとうございます。

お礼日時:2009/01/01 22:39

200Wの電熱器は、100Wの電熱器の抵抗が2Rの


ニクロム線でできています。

これを、コンセントに差し込みます。
この場合は、定電圧回路になります。

定電圧回路では、抵抗が2Rになると電流は1/2になり
熱量は二倍になりません。

結局、一般家庭のコンセントは、定電圧回路と同時に
定電流回路であるようです。
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この回答へのお礼

やはり、定電流と定電圧が違ったんですね。

定電流で定電圧のコンセントの仕組みがよく分かりませんが、
調べてみたいと思います。

ありがとうございました

お礼日時:2009/01/01 22:43

たしかに、その先生の説明では不十分で、混乱します。


電熱線のかわりに、電熱器をかんがえたらよいと思います。

100Wの電熱器は50Wの電熱器の2倍の抵抗値のニクロム線で
作ってあります。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時:2009/01/01 22:50

≫電熱線は、抵抗の値が大きくなるほど熱くなる


 基本的には逆です。
・同じ電圧をかけた場合は、電流は抵抗に反比例して小さくなりますから、発熱量は小さくなります。

ただし、
 同じ電流を流した場合は、抵抗の大きいほうが両端の電圧が高くなるので発熱量は大きくなりのます。

 これは、先生でもよく間違う、生徒ならもっとよく間違う部分です。確かにニクロム線など抵抗の大きなものでヒーターを作るのでね。でも、代わりに銅線をつないだら、ヒューズが切れなかったとしたら大変なことになるでしょう。

 君が計算したように、「同じ電圧なら、抵抗が小さいほうが発熱量が大きくなる」が正しいです。

【問題】
 2本のニクロム線を使って100Vで使うヒーターを作ります。両方使っても良いし、一方だけ使っても良いです。
 つなぎ方によって、200W,400W,800Wの切り替えができます。それぞれどのようにつなぐと良いでしょう。そしてそのときの回路両端の抵抗は何オームでしょう。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
質問した部分は良くわかりましたが、問題がいまいち分かりませんでした。
ニクロム線の抵抗が分からなくても問題が解けるのでしょうか?

じっくり考えたいと思います。

お礼日時:2009/01/01 23:04

「電熱線は、抵抗の値が大きくなるほど熱くなる」と先生が言ったのは



抵抗の少ない銅線より 抵抗の大きいニクロム線のほうが熱を出す
という 意味で言ったのだと思いますよ。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時:2009/01/01 22:50

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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。

Qニクロム線の抵抗・線径・発熱量について

100Vで600Wのニクロム線があります。線径は約0.6mmです。この抵抗は約16.5Ωです。
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このニクロム線を直列に2本繋ぐと300Wで約33Ωだと思います。(以下全て100Vの設定)
しかし、ニクロム線は赤くならないと思いますが、発熱量は600Wの半分と考えていいでしょうか?
.....とすれば、仮に600Wのニクロム線を半分に切って300Wとすれば、発熱量は600Wの2倍になって赤くなり断線すると思いますが、この考え方でいいでしょうか?
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しかし、
新しくニクロム線を巻きたいと思ってW数・線径・長さの計算式は色々とありますが、その計算では赤くなり過ぎて断線したり、赤くならいで発熱量が得られ無かったりしております。
ちなみに極短ですが添付画像のような計算(約570W)で実際に実験しましたが、瞬時に断線しました。当たり前ですね。
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ニクロム線径と抵抗値の表はありますが、計算通りにはいかないようですので、新しく巻く時の計算式があればお教え下さい。
例えば、
200Wで コイル長さ(密着巻)20㎝、コイル径(芯)3mmの場合、ニクロム線の径は?

100Vで600Wのニクロム線があります。線径は約0.6mmです。この抵抗は約16.5Ωです。
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このニクロム線を直列に2本繋ぐと300Wで約33Ωだと思います。(以下全て100Vの設定)
しかし、ニクロム線は赤くならないと思いますが、発熱量は600Wの半分と考えていいでしょうか?
.....とすれば、仮に600Wのニクロム線を半分に切って300Wとすれば、発熱量は600Wの2倍になって赤くなり断線すると思いますが、この...続きを読む

Aベストアンサー

No.2に示したURLの「ニッケルクロム電熱線」の「NCHW1」をご覧になってください。線径に関係なく最高使用温度は1100度になっています。つぎに「温度特性チャート」の「電熱線・温度電流特性」をご覧になってください。線径0.2mmを見ると1100度で2.6Aになっています。これは直線上の電熱線を空気中に水平に張った場合の数値であることに注意してください。コイルにする場合には安全度を十分に見込んでください。

参考に示したニクロム線を使うわけではないので、ご使用のニクロム線の仕様を取り寄せてください。


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