接触電位差は2種の異なる金属を接触させたときに生じる電位差のことですが、
例えば、金と銅を接触させてその両側からテスターで電圧を測れば、
電池などを繋いでいなくても電圧が検出されるということなのでしょうか?
実際にやったわけではないのですが、にわかには信じがたいのですが・・

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A 回答 (5件)

>しかし接触電位差は物質の組み合わせのみで決まる値であって接触面積には相関を持たないように思うのですが、


>広大な面積で接触させれば検出可能な電圧レベルまで行くというのはどういう理屈によるものなのでしょうか?
ここにはトリックがあります。普通の電圧計は実際には電流計なのです。電流計に抵抗を組み合わせてE=iRの関係からEを求めています。iが小さいとRが莫大でもEは測れないのです。
そのため測れる程の電気量を安定に生じさせるために巨大な金属塊を必要とするのです
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テスターではどうやっても接触電位差を計測することは出来ないと思います。


どんな材料も、真空との間に固有の電位差があると考えられ、それは仕事関数と呼ばれます。そして、2つの材料の接触電位差は、それらの仕事関数の差と同じ値となります。
大抵の材料の仕事関数は理科年表等に載ってますので、それらの差から、接触電位差を求めることができます。新たな化合物を合成したりした場合には、その仕事関数を測らねばなりません。
仕事関数は、その材料に照射する光のエネルギーを増やしていく時、電子が飛び出し始める時のエネルギーに当たります。すなわち、光電効果の起こる敷居エネルギーとして測定することができます。詳しいやり方は、"仕事関数 測定法"で検索して見て下さい。その他の巧妙な測定方法もあります。

参考URL:http://mat.chem.nagoya-u.ac.jp/info/special/12/s …
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前回答を訂正します。

測定対象の銅を、途中から銀に取り違えてました。すいません。
金と銅を接触させてその両側からテスターで電圧を測っても、電圧は検出されません。テスターのリード金属と金あるいは銅の間にも接触電位差があるからです。
例えば、テスターのリード金属がニッケルとします。そして、金の両端にテスターリードを接触させたとします。ニッケル-金の間の接触電位差は、金-ニッケルの間の接触電位差と大きさは等しく、極性が逆になります。このためテスターリードの両端の電位差はゼロとなります。
テスターリードの間に金-銅がある場合には、ニッケル-金と銅-ニッケルの接触電位の違いが、ちょうど金-銅の接触電位差と同じで極性が逆となるため、やはりテスターの値は0Vとなります。
ちなみに、p形半導体とn形半導体の間に生じている拡散電位も、接触電位とほぼ同じ概念です。pnダイオードの両端に電圧が生じない説明は参照URLにあります。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
お礼が遅れてしまい申し訳ありません。


テスターのプローブとの接触電位差のせいで、2つの金属を貼り合わせた試料の接触電位差を測定することは出来ない、という話ですが、
もし2つのプローブの材質を金と銀など異種の金属にしたとしても、そのプローブと本体を結ぶ導線との間にも接触電位差が生じるため、
導線の材質も異種の金属にしなければ、テスターではどうやっても接触電位差を計測することは出来ないということでしょうか?

では、実際に接触電位差を計測するにはどうしたら良いのでしょうか?

お礼日時:2009/06/28 15:01

金と銅を接触させてその両側からテスターで電圧を測っても、電圧は検出されません。

テスターのリード金属と金あるいは銀の間にも接触電位差があるからです。
例えば、テスターのリード金属が銅とします。そして、金の両端にテスターリードを接触させたとします。銅-金の間の接触電位差は、金-銅の間の接触電位差と大きさは等しく、極性が逆になります。このためテスターリードの両端の電位差はゼロとなります。
テスターリードの間に金-銀がある場合には、銅-金と銀-銅の接触電位の違いが、ちょうど金-銀の接触電位差と同じで極性が逆となるため、やはりテスターの値は0Vとなります。
ちなみに、p形半導体とn形半導体の間に生じている拡散電位も、接触電位とほぼ同じ概念です。

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/qa2163763.html
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極端なことを言えばその通りです


普通のテスタで検出可能な電圧としてまでは無理でしょうが、それなりに広大な面積で接触させれば検出可能な電圧レベルまで行くでしょう
金は安定度が高くて不適ですので相手はアルミとか
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

しかし接触電位差は物質の組み合わせのみで決まる値であって接触面積には相関を持たないように思うのですが、
広大な面積で接触させれば検出可能な電圧レベルまで行くというのはどういう理屈によるものなのでしょうか?
その値というのは接触面積に比例して増加するということなのか、どこか決まった値で頭打ちするのかどちらなのでしょうか?

お礼日時:2009/05/17 18:46

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[わざわざ大地にアースをとり、基準となる0Vを規定する必要はないのではないでしょうか?]
との疑問は良くわかります。
そこは問題のための問題ですね。
実際は、乾電池で働く程度の機器は、持ち運ぶこともあり、
地面(大地)にはアース=接地しません。電気のエネルギーが
小さい(電圧が低い)ため感電の危険が少ないので、接地してありません。
しかし、100Vなどになると、機器の故障などで、
感電の危険があり、人体を保護するために接地が必要です。
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疑問が出ましたのでご存知の方教えてください。

1.デジタルテスターの計り方について
直流のプラス電圧を計る時の仕組み?を自分なりに解釈してみたので、
間違っていたらご指摘ください。

例として乾電池の測定の場合
テスターの赤色のリード棒を乾電池のプラス側へ、黒色のリード棒を乾電池のマイナス側へ接続した場合。
黒色(マイナス)側の電圧を基準として、そこから赤色(プラス)側の電圧が1.5V 高いので
+1.5Vの表記になる。

逆に、テスターの赤色のリード棒を乾電池のマイナス側へ、黒色のリード棒を乾電池のプラス側へ接続した場合。
黒色(プラス)側の電圧を基準とするため、そこから赤色(マイナス側)の電圧は1.5V低いので-1.5Vの表記になる。


ここまでは問題ありませんでしょうか?

2.マイナス電圧の場合
上記1.のような考えを持っていて、職場の分電盤の直流電圧を測定したところ、よく分からなくなってしまいました。

まず、分電盤からきている電圧は-47Vが正解とのことです。(電話関連の仕事)
マイナスの電圧なので、分電盤のコネクタの青色のケーブル側に電圧がかかっています。
(赤×青、赤×緑(GND)、青×緑(GND)と色々計って、青側に電圧かかってるの確認しました)

赤色のリード棒を分電盤のコネクタ(赤色のケーブル、つまりプラス側)へ、
黒色のリード棒を分電盤のコネクタ(青色のケーブル、つまりマイナス側)へ接続しました。


上記1.の考えだと、黒色のリード棒側(47Vの電圧かかっている方)を基準とするため、
そこから赤色(プラス側)の電圧は47V低いので、-47Vの表記となる、

と思っていたのですが、結果は+47Vの表記でした。
リード棒を逆に繋げれば、もちろん-47Vの表記となりますが、いまいち1.の考えと変わってしまうので理解できません。。。そもそもの考え方が違うのでしょうか。


かなり曖昧な知識しか持ち合わせていない為、根本的に勘違いしているかもしれません。
申し訳ありませんが、ご指摘などお待ちしております。

職場で分電盤からきている直流電源電圧の測定をしたのですが、
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例として乾電池の測定の場合
テスターの赤色のリード棒を乾電池のプラス側へ、黒色のリード棒を乾電池のマイナス側へ接続した場合。
黒色(マイナス)側の電圧を基準として、そこから赤色(プラス)側の電圧が1.5V 高いので
+1.5Vの表記になる。

逆に、...続きを読む

Aベストアンサー

支離滅裂になっていますね

質問のケースでは(電話交換機等の電源は) +側を接地しています(ここまでは判りますよね)

ですから 接地を基準にするのです、テスタで測る場合は、テスタの-(質問者の言う黒色リード棒)を接地極に当てます
+側を電源線に当てます、そうすれば(ディジタルテスタならば)マイナス電圧で表示されます

テスタで測るのは赤リードと黒リード間の電圧です、赤リードの電位が高ければ +  黒リードの電圧が高ければ - で表示されます


>赤色のリード棒を分電盤のコネクタ(赤色のケーブル、つまりプラス側)へ、
>黒色のリード棒を分電盤のコネクタ(青色のケーブル、つまりマイナス側)へ接続しました。

これでは +電圧で表示されます(電圧を測るにはまっとうな方法です、ただ その値を記録するとき 接地基準なのか負極基準なのかを明示しなければならないだけ)

質問者が行なうのは 黒リードを接地極 赤リードを 電源線/極に接続することです

これを称して 左から見れば 真ん中も右


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