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高校物理を勉強しています。
たまに素子という言葉に出会うのですが、コンデンサや抵抗は素子の一種だと分かりますが、電池や導線も素子の一種なのかどうかよく分かりません。
教えてください。

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A 回答 (2件)

もう遅いですが、



回路を構成する要素全てが「素子」です。したがって、導線や電池も「素子」です。

回路図に於いて、これらの素子を結ぶ配線は素子ではありません。「結んでいることを示す線」でしかありません。
しかし、実回路に於ける素子を結ぶ配線材料は、抵抗値rやインダクタンスLを持つ「素子」になります。r=0、L=0かもしれませんが…
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 「素子」は英語では element (エレメント)で、「構成要素」という感じです。

正式には、ご質問のタイトルどおり「回路素子」(circuit element)ですね。

 「素子」は、ひとつひとつが何かの固有の「機能」をもったもの、何らかの「はたらき」をするもの、というニュアンスがあると思います。その「機能」や「はたらき」は、基本的な単一の「機能」「はたらき」にまで分割したもの、という意味で「素子」と呼んでいると思います。
 「素子」を組み合わせて目的とするやや複雑な機能を果たすようにしたものが「回路」(circuit)であり、その集合体によっては「基板」(circuit board)、「モジュール」、「デバイス」、「コンポーネント」などと呼ぶこともありますね。明確な定義に基づくものというよりは、「概念」のようなものだと思います。

 従って、「電池」も素子と呼んでもよいと思います。(素子ではなく、デバイス、モジュールの方が適切かもしれません)
 CPU、オペアンプ、メモリなどのICは、「素子」か「デバイス」か迷うところです。
 「導線」は「素子と素子を接続するもの」ということで、それ自体は固有の機能を持つわけでないので、素子とは呼ばないのではないかと思います。(電流を流すという機能はありますが・・・)

 いずれにせよ、あまり厳密な定義はないと思います。

 
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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。
ホールは、半導体物理学においてプラスの電子のように扱われますが、その実体は、電子が欠けた場所のことを表す「穴」のことであって、おとぎ話の登場人物です。
電子の濃度とホールの濃度に違いがあったとしても、一定の温度においては、両者の濃度の積は一定です。
これは、水溶液において、H+ と OH- の濃度の積が一定(10^(-14)mol^2/L^2)であるのと実は同じことなのです。

中性の水溶液の温度が高くなると、H2O が H+ と OH- とに解離しやすくなり、H2O に戻る反応が劣勢になります。
それと同様に、真性半導体においても、温度が上がると電子とホールが発生しやすくなるのに比べて、両者が出合って対消滅する反応が劣勢になるため、両者の濃度の積は増えます。
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。

半導体...続きを読む

Q抵抗率と導電率がよくわかりません

抵抗率と導電率がよくわかりません
金、銀、銀、アルミ、白金で抵抗率と導電率の高い順番はどうなりますか?

Aベストアンサー

電気分野からの視点で回答します。
抵抗率…電流の流れにくさ
導電率…電流の流れやすさ



導体の抵抗は長さに比例し断面積に反比例します。導体の抵抗R=ρl/A[Ω]で表されます。


抵抗率ρ(ロー)は※物質によって決まる定数で
ρ=RA/l[Ω・m]←の式で表されます!
Rは抵抗[Ω]
Aは断面積[m×m]
lは長さ[m]


導電率σ(シグマ)は抵抗率の逆数なので
σ=を1/ρ[S/m]で表されます。



抵抗率の高い※物質(金属)順に
白金 1.06pΩ
アルミニウム0.275pΩ
金 0.24pΩ
銀 0.162pΩ

p(ピコ)=10の-9乗のことです。


日常生活において水に例えると!
同じ直径のホースを2本用意
1本は10m もう1本は100m
同じ勢いだと100mのホースが抵抗率が高いといえます!

Q等価回路がわかりません

問題集の解説を読むと、添付の図のように問題の回路が等価な別の回路に
置き換えられるようです。

どうしてこのようになるのか判らず悩んでいます。

Aベストアンサー

seipironその2です
#6解答は忘れて下さい。

よく考えると正しいですね。

Cの両端で開放される、左側の部分にテブナンの定理を。
*内部抵抗:電源は短絡して考える→ R/2 (R2つの並列抵抗)
*開放電圧:RとRの分圧となるので → E/2

---◯
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R/2
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E/2
|
---◯


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